本文作者:石油醚

这次的研究聚焦是来自北京理工大学夏中华课题组的研究。该论文发表在Chemical Science期刊上，由北京理工大学夏中华特别研究员指导，张莉珠同学为第一作者完成。这项工作不仅引入了一种新的炔基化方法，而且打开了研究C(sp)自由基的大门。

 Photoinduced inverse Sonogashira coupling reaction.

Lizhu Zhang, Cunbo Wei, Jiawen Wu, Dan Liu, Yinchao Yao, Zhuo Chen, Jianxun Liu, Chang-Jiang Yao, Dinghua Li, Rongjie Yang and Zhonghua Xia*

Chem. Sci., 2022, ASAP, doi.org/10.1039/D2SC01933G

下面我们一起来看看这项研究相关的故事吧！

炔烃化合物的研究是有机化学领域的重要研究内容，到目前为止，炔基化的方法有传统的Sonogashira偶联反应、过渡金属催化的inverse Sonogashira偶联反应，光诱导的Sonogashira 反应，以及SOMOphilic 炔基化反应。在现有的研究领域中，涉及到C(sp³) 和 C(sp²) 的自由基反应已经得到了广泛应用。然而，C(sp) 自由基由于能量高，寿命短，制备方法有限而苛刻，一直是研究领域的短缺部分。

我们在这里研究了一种无需过渡金属和光催化剂，可见光照射下的炔基化反应，在这个过程中碘代炔烃在可见光照射下成为激发态，此激发态的碘代炔烃作为一种“炔基自由基合成等价物（alkynyl radical synthetic equivalent）”，与芳烃、杂环芳烃和烯烃进行inverse Sonogashira 偶联反应。机理实验和DFT计算表明反应过程中经历了“炔基自由基型（alkynyl-radical type）” 转移(Figure 1)。该反应为自由基化学和炔基化反应打开了一扇新的大门。

Figure 1. Photoinduced inverse Sonogashira reaction.

这个工作是我进入夏中华老师课题组后的第一个成果。在夏老师的指导下，从探索实验条件到拓展反应底物、进行机理实验(Figure 2)，都是由我完成。由于我刚接触光化学，自身基础比较薄弱，研究工作进展的比较慢，尤其是在对实验机理的研究过程中，我深深体会到机理相关基础知识还比较欠缺。经过这项工作的锻炼，我得到了很大的提高，但是在以后的研究工作中，我还要继续加强对反应机理的学习。

Figure 2 Mechanistic investigations. (a) Inhibition experiments. (b) Diyne formed. (c) Radical clock experiment. (d) Electron paramagnetic resonance (EPR) spectrum (X band, 9.8 GHz) at 298 K. (e) UV-Vis spectrum.

在提高反应产率阶段花费了很长时间，刚开始我们一直认为这个反应需要光催化剂催化才可以进行，所以一直在探索各种光催化剂对反应的催化效果，后来发现没有光催化剂反应也可以同样进行，且反应产率还可以。

以前我只觉得我们在实验室做的工作只是纯粹地研究，是夏老师让我明白，我们做的工作是有利于社会发展，能够为社会做贡献的。所以现在我对有机合成工作有了更浓厚的兴趣，并决定以后继续从事有机合成工作，努力以后投身于化学教育领域。

首先，我非常感谢夏中华老师的悉心指导，文章从最初的设计、实验过程到最终发表用了一年半的时间。在这一年半里我们遇到很多的困难和挑战，而每次的瓶颈期，夏老师都是有耐心的引导和鼓励，是老师一次次地鼓励让我坚信“只要坚持下去就没有做不出来的实验”，这不仅是我完成这个工作的动力，也将是我以后在科研道路上的精神支撑。其次，我也要感谢我的师弟们给我的帮助和支持。

通过这个工作，我想分享给大家的是，有机合成工作确实很辛苦，每天做的大多数都是重复性的工作，枯燥而无味，但是只要能够坚持下去，你的付出就会得到更多的回报。所有的科研过程都会有各种各样的困难，学会迎难而上，主动出击，努力拨开困难的乌云就会看到成功的太阳。

夏中华

所属单位：北京理工大学材料学院

研究方向：过渡金属催化（金催化），光化学与绿色催化，高分子聚合与有机新材料，阻燃材料等

研究经历

2011—2014年，中国科学院广州生物医药与健康研究院，药物化学硕士，导师朱强研究员

2015—2018年，Sorbonne University 有机化学博士 导师Louis Fensterbank教授

2018—2019年，The University of Tokyo 特任研究员 合作导师Shū Kobayashi教授

2020年01月—，北京理工大学材料学院阻燃中心，特别研究员，博士生导师

北理工夏中华课题组Chem Sci：光诱导inverse Sonogashira偶联反应（X-MOL）

夏中华课题组

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