吴明铂/徐文刚/刘琼最新Nature子刊

第一作者：Qiao Zhang, Wengang Xu

通讯作者：吴明铂，徐文刚，刘琼

通讯单位：中国石油大学（华东），中国广州分析测试中心

论文速览

本研究开发了一种使用非均相光催化和NHC-硼烷对吲哚衍生物进行反式氢化硼化的方案，解决了有机合成中的一个长期挑战。该方案利用高晶隙工程化的聚合物碳氮化物作为催化剂，实现了非对映选择性合成，扩大了底物范围，并补充了现有方法。该方法强调环保、低成本和可扩展性，使其适合于工业应用，特别是在可再生能源领域。催化剂的卓越性能归因于其丰富的碳空位和有序结构，超越了更昂贵的均相替代品，增强了大规模使用的可能性。这一创新对于合成与药物化学及相关领域相关的生物活性化合物和材料具有前景。

图文导读

图1：硼氢化和吲哚脱芳，包括铜催化的吲哚氢化硼化、NHC-硼烷通过自由基过程的烯烃氢化硼化。

图2：光催化剂的结构表征，包括CN-V的扫描电子显微镜(SEM)图像、透射电子显微镜(TEM)图像、高角环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)图像。

图3：吲哚的光催化非对映选择性硼氢化反应。

图4：克级规模合成吲哚衍生物的可行性测试，以及CN-V催化剂的可回收性测试和对其他类型反应的适用性。

图5：CN和CN-V的电子带隙结构和电荷分离行为。

图6：控制实验和动力学研究，以阐明反应机制，包括自由基捕获实验、氘代标记实验、3a'到3a的转化实验和标准反应的动力学研究。

图7：可能的机理，包括单电子转移（SET）和氢原子转移（HAT）过程。

总结展望

本研究展示了一种通过非均相光催化和NHC-硼烷的协同催化实现吲哚衍生物的氢化硼化的可行方案。该方案以高效率、优异的可回收性和低成本，与贵金属催化方案相比具有明显优势。通过这种方案，各种不同功能的吲哚能够在无过渡金属和原子经济的方式下进行硼氢化。

机理研究表明，反应可能通过自由基加成途径进行，并且通过碱促进的非对映选择性。吲哚衍生物的转化展示了这一方案在制备有价值的吲哚衍生物方面的广泛应用前景。

文献信息

标题：Diastereoselective dearomatization of indoles via photocatalytic hydroboration on hydramine-functionalized carbon nitride

期刊：Nature CommunicationsDOI：10.1038/s41467-024-48769-1