本课题组本科生杨学格、秦若愚、陶明林在梁德强教授和石楼教授的指导下，在光催化杂环合成取得阶段性成果。本文采用光氧化还原/镍双催化法制备了几种有用的含氮杂环化合物。 该反应是区域选择性的，具有广泛的底物范围。它提供了一个直接接触含氮杂环通过反应烷基氯化物与现成的活化和未活化的烯烃。此外，该反应可以很容易地扩展到克级，并且可以使用太阳光作为光源。机理研究表明，能量传递途径参与了催化过程。该研究成果以题为“Photoredox/nickel dual-catalysis-enabled synthesis of N-heterocycles from alkyl chlorides and alkenes（光氧化还原/镍双催化烷基氯化物和烯烃合成n -杂环）”的论文发表在国际有机化学权威期刊《Molecular  Catalysis》上。

（图1） 

根据实验结果和文献报道，我们提出了一个合理的反应机制（如图2）。催化循环由零价镍A引发。零价镍A与自由基前体2a发生氧化加成反应，形成 NiⅡ-烷基配合物， NiⅡ-烷基配合物为催化活性静息态。在蓝光照射下，IrIII光催化剂产生长寿命激发态。受激发的IrIII种能量转移到 NiⅡ-烷基配合物中，形成受激发的 NiⅡ-烷基配合物C。随后，C对 Ni-烷基键进行均解裂解，生成烷基自由基中间体E。中间体E进一步进行分子内自由基加成反应，形成环状自由基中间体F。同时再生零价镍配合物A，使催化循环继续进行。需要注意的是，现阶段虽然不能完全排除单电子转移(SET)途径，但这可能只是一个次要途径。            

（图2）

昆明学院化学化工学院2020级化学专业本科生杨学格为论文第一作者，2022级化学专业本科生秦若愚和2020级化学专业本科生陶明林分别为第二作者和第三作者。昆明学院为第一单位，该工作获得了化学化工学院的大力支持。Molecular Catalysis《分子催化》是Elsevier（爱思唯尔）出版社旗下的刊物，于2017年创刊，发表原创的、严谨的、学术性的，研究催化活化和反应机制的分子和原子方面的完整论文。目前影响因子为5.062，是有机化学领域颇具影响力的期刊之一。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mcat.2023.113806

单位名称：梁德强课题组

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主编：孙清垚

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