炔烃类化合物在化学合成、药物化学和材料科学中发挥着重要作用（Scheme 1A）。此外，炔烃可以作为一系列官能团的生物电子等排体，如羰基、1,4-二取代苯基和环丙基。因此，发展在有机分子上模块化引入炔基的合成方法受到了化学家们的广泛关注。目前的合成方法主要依赖于具有亲电性的烷基卤化物与具有亲核性的炔基试剂的偶联，但这些方法面临着普适性和通用性等方面的限制（Scheme 1B）。最近，德国亚琛工业大学（RWTH Aachen University）Daniele Leonori课题组发展了利用炔基砜作为偶联试剂，通过自由基中间体实现了烷基卤化物的炔基化。此策略利用胺配位的硼自由基，通过卤素原子转移（XAT）过程实现了烷基碘化物和溴化物的活化。随后，产生的自由基通过与砜试剂的α-加成和β-断裂串联反应构建了C(sp3)-C(sp)键。此转化可以有效实现复杂和高价值分子的炔基化，具有良好的普适性和通用性。相关成果发表在Chem. Sci., 2024, DOI：10.1039/D4SC06516F上（Scheme 1C）。
（Scheme 1，来源：Chem. Sci.）
在开发一般的烷基卤代物的炔基化反应时，作者发现使用炔基SOMOphiles代替亲核炔基化试剂作为偶联配偶体具有一定的优势。在一系列可使用的试剂中，炔基砜因其易制备（一步法）简单且为稳定的固体化合物而脱颖而出。然而，它们固有的亲电性质会使其可以与烷基卤化物发生交叉亲电偶联，因此在氧化还原体系中具有两个关键的挑战。首先，炔基砜比烷基卤化物更容易还原（Ered∼-1.5V VS Ered<-2.0V VS SCE），这使得通过单电子转移（SET）生成自由基变得复杂。其次，自由基于砜加成会产生磺酰基自由基，因此必须将其还原为稳定的亚磺酸盐。这就意味着沿着反应过程中需要经历两个连续的还原过程，从而使整个过程氧化还原过程不能达到平衡（Scheme 2A）。
为了克服上述挑战，作者尝试使用卤原子转移的策略来实现此过程。因此，选择适合的攫取自由基来选择性的实现烷基卤化物的活化至关重要。基于作者长期以来对基于卤原子转移的合成方法学的兴趣与关注，作者认为使用稳定、无毒且廉价的路易斯酸碱加合物Me3N-BH3，结合二芳基酮光催化，可以有效解决上述问题。反应会经历如下过程：首先，三线态的酮可以活化Me3N-BH3形成中间体I，此物种随后可以通过卤原子转移活化烷基卤。得到的自由基中间体III可以经历与砜试剂的α-加成和β-断裂得到目标产物3和磺酰基自由基，其可以通过单电子转移和去质子化完成光催化循环（Scheme 2B）。
（Scheme 2，来源：Chem. Sci.）
作者首先以烷基碘1a和砜2a作为模板底物进行反应探索（Scheme 3）。通过对一系列反应参数进行筛选，作者发现当使用1a (1.2 equiv)，2a (1.0 equiv)，AQ (10 mol%)，LB-BH3 (1.5 equiv)，K3PO4 (2.0 equiv)，在EtOAc (0.1 M)中，390 nm光照射下室温反应16小时可以以86%的产率得到目标产物3（entry 1）。
（Scheme 3，来源：Chem. Sci.）
在得到了最优反应条件后，作者对此转化的底物适用性进行了探索（Scheme 4）。实验结果表明，一系列不同取代的炔基砜试剂均具有良好的兼容性，以32-99%的产率得到相应的产物3-16。其中包括酯基、三氟甲基、卤素、羟基、裸露的氨基以及杂环等一系列取代基均可兼容。此外，一系列不同取代的烷基卤化物同样具有良好的兼容性，包括烷基碘和烷基溴在内的烷基卤化物均可顺利实现转化，以中等至良好的产率得到相应的偶联产物17-38。值得注意的是，此转化可以兼容一系列复杂生物活性分子，包括α-D-吡喃半乳糖(40), D-葡萄糖(41)，α-D-呋喃葡萄糖(42)以及Corey’s内酯(39)，生物碱nortropine (38)，神经类固醇androsterone (43)等均可顺利参与转化，以27-74%的产率得到产物38-44。此外，当作者使用其它类型的砜试剂时还可以实现烯基化(45)、氰基化(46)以及氯化(47)产物的合成。
（Scheme 4，来源：Chem. Sci.）
德国亚琛工业大学Daniele Leonori课题组发展了光催化炔基砜与烷基卤化物的偶联反应。此转化首先使用胺配位的硼自由基，通过卤素原子转移过程实现烷基卤化物的活化。随后通过自由基与砜试剂的α-加成和β-断裂得到产物。对复杂生物活性分子的兼容性证明了此转化的良好普适性和通用性。
Javier Corpas, Maialen Alonso, Daniele Leonori*. Boryl Radical-Mediated Halogen-Atom Transfer (XAT) Enables the Sonogashira-Like Alkynylation of Alkyl Halides, Chem. Sci., 2024, https://doi.org/10.1039/D4SC06516F.
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