通訊作者：Corinna S. Schindler分子間[2+2]光環(huán)化反應(yīng)是一類有效的合成高張力4元環(huán)產(chǎn)物的方法，雖然該方法普遍用于環(huán)丁烷/氧雜環(huán)丁烷的合成，目前氮雜環(huán)丁烷的合成仍難以實(shí)現(xiàn)。4元環(huán)結(jié)構(gòu)的高張力雜丁環(huán)結(jié)構(gòu)在藥物領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注，因?yàn)槠淙S結(jié)構(gòu)中擁有高密度sp3結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)了特異性化學(xué)空間，具有更好的藥代動力學(xué)特性和毒理學(xué)益處。有鑒于此，密歇根大學(xué)Corinna S. Schindler等報道了一種通過可見光輔助合成策略，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)由oximes的三重態(tài)（2-異惡唑啉-3-羧酸鹽）進(jìn)行反應(yīng)。這種oximes的反應(yīng)性通過Ir基光催化劑的能量傳遞作用提高了反應(yīng)性，從而得以對大范圍烯烴進(jìn)行[2+2]成環(huán)反應(yīng)。作者在底物拓展中發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)操作方法簡單方便，條件溫和，大量底物兼容，從方便易得的前體有機(jī)物得到官能團(tuán)化的氮雜環(huán)丁烷物種。尤為重要的一點(diǎn)在于，生成的氮雜環(huán)丁烷官能團(tuán)能夠脫除生成無保護(hù)的氮雜環(huán)丁烷。Functionalized Azetidines Via Visible Light-Enabled Aza Paternò-Büchi ReactionsNat. Commun. 2019, DOI: 10.1038/s41467-019-13072-x.Marc R. Becker, Jolene P. Reid, Katie Rykaczewski, Corinna S. Schindler. ACS Catal. 2020, 10, 4387?4397. 圖2. 反應(yīng)設(shè)計(jì)和實(shí)施反應(yīng)實(shí)施。將1.5倍量正己烯（13）、1倍量環(huán)狀結(jié)構(gòu)的2-異惡唑啉-3-羧酸鹽（14）作為反應(yīng)物，1~2 mol % fac-[Ir(dFppy)3]作為光敏劑，在MeCN中35℃中藍(lán)光LED（427 nm）進(jìn)行光反應(yīng)，以94 %的收率對烯烴和亞胺雙鍵進(jìn)行[2+2]光環(huán)化。作者考察了多種不同氧化還原電位的Ir光催化劑、Ru光催化劑，發(fā)現(xiàn)18號fac-[Ir(dFppy)3]的III*/IV半波電位為-1.28 V，II/III*半波電位為+0.36 V，能獲得最高的產(chǎn)物收率。底物拓展。該反應(yīng)的烯烴底物端兼容氣態(tài)乙烯底物，兼容帶有氰基、酰胺基、羥基、N-Ts基、吡啶氧基、對磺酰苯酯基、芳基酯、酚基、TBSO、烷基酯、硅烷基、CF3、BPin基等官能團(tuán)，兼容環(huán)辛烯、環(huán)己烯、4甲基乙烯、帶有螺環(huán)結(jié)構(gòu)的烯烴。機(jī)理研究。IrIII光敏劑受光激發(fā)，形成IrIII*，隨后對2-異惡唑啉-3-羧酸鹽（14）中的亞胺雙鍵活化形成三重態(tài)（Ⅰ），隨后與烯烴進(jìn)行[2+2]光環(huán)化反應(yīng)得到中間體Ⅲ或Ⅳ。該步過程中當(dāng)異惡唑啉底物為單取代，反應(yīng)更容易在底物中位阻較小的位點(diǎn)進(jìn)行。在中間體生成C-N鍵后，得到氮雜環(huán)丁烷產(chǎn)物分子。Corinna S. Schindler教授，2004年于慕尼黑工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，2010年于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院獲博士學(xué)位（導(dǎo)師：Erick M. Carreira）。隨后2010-2013年間在哈佛大學(xué)進(jìn)行博士后研究（導(dǎo)師：Eric N. Jacobsen）。2103年入職密歇根大學(xué)科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院。https://www.schindlerresearchgroup.com/Marc R. Becker, Emily R. Wearing?and Corinna S. Schindler*. Synthesis of azetidines via visible-light-mediated intermolecular [2+2] photocycloadditions, Nature Chemistry 2020DOI: 10.1038/s41557-020-0541-1https://doi.org/10.1038/s41557-020-0541-1
