華大在線訊（通訊員 周漢鳴）近日，化學學院葉飛教授課題組在硝基芳烴的脫硝基氯化方面取得了重要進展，在國際科學界權威期刊《Nature Chemistry》發(fā)表了題為“Light-promoted aromatic denitrative chlorination”（doi.org/10.1038/s41557-024-01728-1）的研究成果。我校博士生梁恬田（實驗部分）和香港中文大學（深圳校區(qū)）博士生呂楨（計算部分）為共同一作，葉飛教授（最后通訊作者）和香港中文大學（深圳校區(qū)）成貴娟教授為通訊作者，華中師范大學為第一完成單位。

硝基（雜）芳烴是有機合成中最常用的化學原料之一，是生產(chǎn)藥物、農(nóng)用化學品和功能材料的中間體。在熱反應條件下，硝基芳烴可以轉(zhuǎn)化為各種含氮化合物；在光照的條件下可以作為氫原子轉(zhuǎn)移試劑，氧原子轉(zhuǎn)移試劑，甚至作為氮賓前體，實現(xiàn)熱反應中無法實現(xiàn)的反應。雖然這些光照下的轉(zhuǎn)化是在溫和的條件下進行的，減少了對苛刻試劑和高溫的需求。但在直接的取代反應中，由于共軛效應，目前硝基難以作為離去基直接離去。而化學家經(jīng)常使用還原、重氮化和Sandmeyer反應多步反應來間接實現(xiàn)硝基芳烴的脫硝基轉(zhuǎn)化。該方法雖然有效，但存在原子經(jīng)濟性差、產(chǎn)生過量廢物和爆炸性重氮鹽中間體的問題。因此，硝基芳烴的一步脫硝基官能團化值得被進一步探索。

基于此，華中師范大學化學學院葉飛教授團隊和香港中文大學（深圳校區(qū)）成貴娟教授合作，開發(fā)了一種可見光誘導的硝基芳烴脫硝基氯化反應。該反應不同于傳統(tǒng)的芳香親核取代（SNAr）反應，無需高溫和缺電子的底物，也無需光氧化還原催化劑或貴金屬催化劑，能夠在溫和條件下斷裂CAr - NO2鍵，直接形成CAr - Cl鍵，可以有效地將未活化的硝基芳烴和硝基烯烴轉(zhuǎn)化為氯化產(chǎn)物。富電子硝基芳烴、未活化的硝基雜環(huán)和硝基烯烴在該條件下都具有良好的耐受性，為硝基芳烴的轉(zhuǎn)化提供了新思路。

該工作得到了國家自然科學基金青年科學基金項目、武漢曙光工程項目、武漢光化學技術研究院項目等項目的資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41557-024-01728

(審讀人：郭彥炳 段治國)