我院夏莹研究员团队在非活化烯烃的氢烷基化反应中取得新进展

近日，我院公共卫生与预防医学实验中心夏莹研究员团队在化学领域权威期刊 Science Advances杂志（IF: 11.7）在线发表了题为 “Hydroalkylation of Unactivated Olefins with C(sp3)−H Compounds Enabled by NiH-Catalyzed Radical Relay” 的研究论文，文章第一作者是华西公共卫生学院（华西第四医院）实验中心博士后施江陵，四川大学2023级硕士研究生王游成为共同第一作者，夏莹研究员为论文的通讯作者，华西公共卫生学院（华西第四医院）皮肤科蒲小兰主任为论文的共同通讯作者。论文唯一完成单位为四川大学华西公共卫生学院（华西第四医院）/生物治疗全国重点实验室。

利用烯烃与烷烃的氢烷基化反应是一种理想的构建C(sp3)−C(sp3)键的方法。这一领域在过去几十年里取得了丰硕的成果，根据所涉及的途径可分为三类。第一类是在过渡金属催化体系中，DG（导向基团）协助的C(sp3)−H键活化；第二类是使用含DG的烯烃和酸性C(sp3)−H化合物反应；除两电子过程以外，第三类是通过极性匹配的自由基加成策略，如亲核性的自由基对活化烯烃进行自由基加成，或者含EWG（吸电子基团）的烷烃产生亲电型自由基对非活化烯烃加成。然而，目前还没有一个催化体系能实现非活化烯烃与无DG或非酸性的C(sp3)−H键的氢烷基化反应。

针对这一问题，四川大学夏莹课题组报道了一种新的策略：通过利用Ni-H催化与HAT（氢原子转移）结合实现了非活化烯烃与简单C(sp3)−H化合物的氢烷基化反应。该催化体系中，C(sp3)−H化合物在HAT试剂作用下生成亲核烷基自由基，随后烷基自由基与来自Ni-H插入烯烃的烷基金属镍中间体结合，最终经过还原消除得到目标产物。该反应从廉价易得原料启动，在温和条件下通过催化剂高效控制，不仅表现出广泛的官能团普适性，而且得到区域发散性和高对映选择性的氢烷基化产物。

该研究成果得到了国家高层次人才项目和国家自然科学基金（22371189）的资助。相关测试和分析主要通过公共卫生与预防医学实验中心公共实验平台的400 M核磁共振仪和气质联用仪完成。

导师介绍：

夏莹，四川大学生物治疗全国重点实验室和华西公共卫生学院/华西第四医院研究员、博士生导师，公共卫生与预防医学实验中心主任。2010年本科毕业于北京理工大学。2010年至2015年在北京大学王剑波教授、张艳教授课题组攻读博士学位。2015年至2019年先后在美国德州大学奥斯汀分校和芝加哥大学Guangbin Dong（董广彬）教授课题组从事博士后研究工作。2019年加入四川大学开展独立研究工作，研究兴趣为过渡金属催化的（含氟）小环化学和惰性化学键活化，目前所有文章（含合作）被引>5000次，h-index为37 （Scopus数据库），获得 2022 年 Thieme Chemistry Journals Award 国际学术奖。课题组主页： https://www.x-mol.com/groups/SCU-Xia_Ying 。

文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads6885

公共卫生与预防医学实验中心

2024年12月19日