華大在線訊（通訊員 周漢鳴）近日，化學(xué)學(xué)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(jìn)展，在國際科學(xué)界權(quán)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(shí)驗(yàn)部分）和香港中文大學(xué)（深圳校區(qū)）博士生呂楨（計(jì)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(xué)（深圳校區(qū)）成貴娟教授為通訊作者，華中師范大學(xué)為第一完成單位。

硝基（雜）芳烴是有機(jī)合成中最常用的化學(xué)原料之一，是生產(chǎn)藥物、農(nóng)用化學(xué)品和功能材料的中間體。在熱反應(yīng)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(shí)現(xiàn)熱反應(yīng)中無法實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)。雖然這些光照下的轉(zhuǎn)化是在溫和的條件下進(jìn)行的，減少了對(duì)苛刻試劑和高溫的需求。但在直接的取代反應(yīng)中，由于共軛效應(yīng)，目前硝基難以作為離去基直接離去。而化學(xué)家經(jīng)常使用還原、重氮化和Sandmeyer反應(yīng)多步反應(yīng)來間接實(shí)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(jì)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(tuán)化值得被進(jìn)一步探索。

基于此，華中師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院葉飛教授團(tuán)隊(duì)和香港中文大學(xué)（深圳校區(qū)）成貴娟教授合作，開發(fā)了一種可見光誘導(dǎo)的硝基芳烴脫硝基氯化反應(yīng)。該反應(yīng)不同于傳統(tǒng)的芳香親核取代（SNAr）反應(yīng)，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(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目、武漢曙光工程項(xiàng)目、武漢光化學(xué)技術(shù)研究院項(xiàng)目等項(xiàng)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)