近日，我?；瘜W與材料科學學院鄧清海教授課題組在《Nature Communications》上發表論文“Practical and regioselective halonitrooxylation of olefins to access β-halonitrates”，發展了一種高區域選擇性合成β-鹵代硝酸酯的新方法。上海師范大學為唯一通訊單位，2021級博士生成軒為論文第一作者，鄧清海教授為論文通訊作者。

有機硝酸酯作為一氧化氮信號分子的有效供體，廣泛應用于制藥行業。烯烴的雙官能團化反應可一步合成多位點反應產物，是獲取復雜分子的有效策略。該轉化的主要挑戰之一是控制烯烴加成的區域選擇性非常困難。未活化的烷基烯烴的碳碳雙鍵由于較小的電子和空間位阻差異而表現出較差的區域選擇性。因此，開發簡單有效的策略來實現烷基烯烴的高區域選擇性地硝酸酯化雙官能化是一個具有挑戰性和重要研究價值的課題。

鄧清海教授課題組長期致力于高碘試劑的發展和應用，主要包括高碘疊氮試劑（Nat. Commun., 2024, 15, 4919; Org. Lett., 2023, 25, 2739; Chem. Commun., 2023, 59, 7831; Org. Lett., 2019, 21, 7315）和高碘硝酸酯試劑（Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e.202302521; Org. Chem. Front., 2020, 7, 3509）。在此基礎上，發展了一種簡單實用的未活化烯烴高區域選擇性鹵化-硝酸酯化反應新方法。該方法以自主研發的非環高碘硝酸酯試劑和市售的三甲基鹵硅烷（鹵原子可為：氯、溴、碘）為硝酸酯源和鹵源，僅需0.5 mol%的氯化鐵作為催化劑，即可實現烷基烯烴的高區域選擇性鹵化-硝酸酯化反應；芳基烯烴在無催化劑條件下，亦可實現高區域選擇性的鹵化-硝酸酯化反應。該方法實現了127例β-鹵硝酸酯類化合物的合成（收率高達99%，區域選擇性高達>20:1），顯示出廣闊的底物適用范圍和良好的官能團耐受性。值得注意的是，一種衍生自乙烯的合成子2-碘硝酸乙酯能與多種官能團（氧-氫、氮-氫、硫-氫）順利反應。采用本工作策略，可將硝酸酯基團直接或間接引入到阿司匹林、布洛芬、吲哚美辛、吉非羅齊、奧沙普秦、替米沙坦、維生素E、肽等藥物分子或天然產物分子中，預期在有機合成及藥物合成上有著潛在的應用前景。

該工作得到了國家自然科學基金、上海自然科學基金、上海市“曙光計劃”項目、上海師范大學、資源化學教育部重點實驗室與國際合作聯合實驗室、上海市仿生催化前沿科學研究基地、上海綠色能源化工工程技術研究中心等資金支持。

論文網址：doi.org/10.1038/s41467-024-51655-5

（供稿、攝影：化學與材料科學學院）