沈曉 - 教授課題組 - 武漢大學高等研究院

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武漢大學沈曉團隊報道了一種利用羥基自由基激活強 C (sp3)-Si 鍵的光催化策略，解決了未活化有機硅試劑反應性低的難題。有機硅試劑穩定性高、易于儲存，但強 C (sp3)-Si 鍵的選擇性轉化一直是合成化學中的挑戰。研究發現，水在光催化劑作用下生成的羥基自由基，可有效引發 C (sp3)-Si 鍵均裂，產生一級、二級和三級烷基自由基，甚至能激活惰性的四乙基硅烷。該反應能實現未活化烷基硅烷與缺電子烯烴的自由基烷基化，還可用于硅雜環的自由基雙官能化，合成以往難以獲得的有機硅化合物。反應體系兼容性優異，能耐受醚、氰基、烯烴等多種官能團，適用于復雜分子的后期官能化。

武漢大學沈曉團隊提出了一種模塊化合成氟烷基取代環丙烯的方法，以氟烷基酰硅烷作為卡拜陽離子等價物，實現了高效合成。反應核心是光催化硅氧基卡賓與炔烴的 [2+1] 環加成，再經酸催化 C-O 鍵官能化，硅氧基的優良離去基團特性推動了反應進行。該方法具有廣泛的底物范圍，能兼容末端、內部、芳香族和脂肪族炔烴，以及醇、富電子苯、噻吩、吲哚等多種親核試劑，生成醚、芳烴、硫醚等各類環丙烯衍生物。實驗涵蓋 54 個氟烷基取代環丙烯實例，產率最高達 91%；20 個后續官能化實例，產率最高 87%。此外，該方法可用于復雜分子的后期官能化，成功實現克級合成，且產物能進行擴環、芳基化等下游轉化。這一成果解決了二氟甲基環丙烯合成缺乏通用方法的問題，為藥物設計等領域提供了兼具環丙烯張力和氟烷基生物電子等排特性的新型骨架。

武漢大學沈曉團隊首次實現了光催化自由基布魯克重排與對映選擇性交叉偶聯的結合，為手性 α- 氟烷基醇的對映收斂合成提供了創新策略。這類含氟醇是多種藥物的關鍵骨架，但傳統合成方法存在對映選擇性低或官能團兼容性差的問題，該研究有效突破了這一局限。該方法展現出突出優勢：涵蓋 40 余種底物，對映選擇性高達 99% ee；能兼容酯基、氰基、鹵素等多種官能團，尤其耐受傳統方法敏感的羰基結構；可實現復雜生物活性分子的后期官能化，如薄荷醇、磺胺二甲氧嘧啶衍生物的氟烷基化修飾。此外，通過選用對映異構配體，可靈活合成目標產物的兩種對映體，實用性極強。