由于绿色和可持续合成的优势,电化学已经受到学术界和工业界研究人员的广泛关注。自从1848年Kolbe阳极氧化反应发现以来,电化学已经发展成为一项重要的应用技术。有机电化学合成以电子为试剂,通过电子的得失实现物质的还原和氧化,可以避免使用常规化学反应中传统意义上的氧化剂/还原剂,具有绿色、环保、温和的特点,被视为“绿色可持续”化学的代表。
Fig. 1. 电化学下官能团活化偶联反应研究
南京大学潘毅、王毅课题组近年来利用对羟基、羧基、砜基、胺基等一系列常见官能团的电化学活化,在脱氧、脱羧、脱硫、脱胺偶联方面取得了一系列研究进展,对电化学转化的自由基过程做了全面探究。
课题组在2019年报道了通过在电化学条件下实现了镍催化的Ullmann型C-S键偶联,相关工作发表在ACS Catal., 2019, 9, 1630。此后课题组还实现了醇和醛的电化学脱氧,用于构筑C-S键,发表于Org. Lett. 2021, 23, 7524。
在电化学氟烷基化上取得一系列成果,使用电化学产生的氟烷基自由基与烯烃和芳环等等偶联实现一系列C-C键的构建。相关工作发表在Org. Lett.2021, 23, 8252–8256;Org. Lett.2019, 21, 1857–1862。近期,课题组还通过牺牲阳极的策略,实现了电化学的二氟烯基化和各类烯丙基芳基化。相关工作发表在Org. Lett.2022,24, 3647-3651。同时受邀撰写了电化学氟化相关综述Org. Chem. Front., 2021, 8, 2786-2798。
通过对羟基等官能团的活化实现对天然丰度来源广泛的化合物的碳骨架的利用。2020年,课题组报道了电化学脱氧产生烷基自由基,进行Minisci反应的研究工作,并发表于Agnew. Chem. Int. Ed, 2020, 59, 10859。
除脱氧外,课题组还对卡氏盐介导的脱氨反应有深入研究(Sci. Adv.2019, 5, 516),并于2021年首次报道了电化学下脱氨系列官能化反应。该方法不需要过渡金属、还原剂或外加电解质,条件更为绿色,符合绿色化学的理念。相关成果发表于Nature Commun., 2021, 12, 6745。
Fig. 2. 电化学下的脱氧和脱胺反应研究
电化学活化官能化是新兴的电合成领域,未来还有很多亟待解决的问题,欢迎各位有志者加入电合成的研究!
课题组网站:http://molab.nju.edu.cn/