新闻网讯（通讯员化苑）近日，武汉大学化学与分子科学学院/泰康生命医学中心教授程强课题组与戚孝天课题组合作在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）发表最新研究成果，论文题为“Oxygen-Radical Capture Enabled Nickel-Catalyzed Carbon (sp2)-Heteroatom Coupling of Two Nucleophiles”。该研究首次实现了氧自由基促进的镍催化芳基硼酸C–O醚化反应，克服了传统Chan-Lam偶联反应中对缺电子芳基硼酸、大位阻醇兼容性差等问题，为构建C–O、C–S、C–N、C–P键提供了新的解决方案。武汉大学为该论文唯一署名单位，程强与戚孝天为共同通讯作者，化学与分子科学学院博士研究生龙健为论文第一作者，本科生倪世雨参与理论计算部分工作。
传统铜催化Chan-Lam醚化反应对缺电子芳基硼酸、大位阻醇兼容性较差，因此需要寻找其他金属催化的替代方案，然而镍催化Chan-Lam类型醚化反应未见报道，一方面是因为芳基-镍(II)-烷氧基中间体的还原消除热力学不利，另一方面，镍(II)-烷氧基中间体极易发β-氢消除生成羰基副产物。虽然C(sp2)–O还原消除过程已在镍(III)-化学中实现，但其主要基于芳基（拟）卤素等前体，相应的芳基硼酸前体的C–O偶联反应在镍催化中依然是尚未解决的难题。
该团队使用过氧叔丁醚(DTBP)作为氧化剂，利用光镍协同催化实现了芳基硼酸与O-、N-、S-、P-亲核试剂的选择性偶联反应。机理实验和DFT计算表明，光催化产生的叔丁氧自由基能够快速捕获体系中芳基-Ni(II)-烷氧基中间体，生成五配位Ni(III)物种，再经过C(sp2)–O还原消除高选择性生成芳基醚，同时释放低价镍，经氧化再生Ni(II)催化剂完成循环。该方法反应条件温和，有效解决了镍催化Chan-Lam类型醚化反应的挑战难题，并适用于多种碳-杂原子键的构建，可对天然产物、药物分子进行后期修饰。
该研究获得了科学技术部、中央高校基本科研业务费专项资金、国家自然科学基金委员会、湖北省科技厅、武汉大学泰康生命医学中心的经费支持。武汉大学科研公共服务条件平台、化学与分子科学学院大型仪器共享平台、超算中心、杂交水稻全国重点实验室仪器共享平台为此工作的开展提供了大力支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.8724182
