有机合成化学中最基本的任务之一就是利用简单且丰富的原料创造出结构和功能各异的新化学实体。直接通过C–O键和C–H键的均裂，以化学选择性的自由基交叉偶联方式来构建新的sp3 C–C键仍旧是一个具有挑战性的课题，迄今为止没有被报道过。传统的自由基–自由基直接偶联反应往往缺乏化学选择性，尤其是在电子性质相似的两个自由基之间，会形成复杂的副产物，严重限制了其在有机合成中的应用。
近日，中科中山药物创新研究院夏国钦课题组和陈铁根课题组在Nature Communications上发表题为“Deoxygenative radical cross-coupling of C(sp3)−O/C(sp3)−H bonds promoted by hydrogen-bond interaction”的研究论文。该项研究中，科研团队利用光氧化还原和磷酸协同催化的模式，发展了一种从简单底物苄醇和甘氨酸衍生物出发，模块化合成含氮杂环非天然氨基酸类骨架的新方法，为此类生物活性分子的合成提供了新的工具。
该研究提出了一种光氧化还原的单电子转移（SET）策略，活化后的醇类底物可以接受一个来自光催化剂的电子，形成一个氮杂芳基苄位自由基，而甘氨酸底物则可以提供一个单电子给光催化剂，形成一个胺基a-位自由基，两者在磷酸的氢键作用下，可以互相接近，从而发生高选择性的C-C键偶联反应。初步的细胞活性实验表明，该方法合成的一些新颖非天然氨基酸结构，在抑制胰腺癌细胞系ASPC-1中具有一定的活性。
化学选择性的自由基交叉偶联方式来构建新的sp3 C–C键的方法
中山药创院与南方医科大学联合培养硕士生王越为该论文的第一作者，中山药创院夏国钦研究员和陈铁根研究员为该论文的共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金面上项目、中国科学院高层次人才计划和中山市高层次人才经费的支持。
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50897-7
