近日，上海科技大学物质科学与技术学院黄焕明课题组和德国科学院院士Frank Glorius课题组合作，通过将可见光催化化学和金属催化化学结合，首次实现了可见光催化条件下钯催化羰基自由基参与的多组分反应，论文在线发表于知名学术期刊Nature Synthesis。两组还受邀在《化学研究评述》（Accounts of Chemical Research）发表自由基化学领域的专题综述，该综述已成为期刊当月下载量前三的综述论文。
实现原子经济性、步骤经济性一直是合成化学家们追求的目标。由于可以一步构建多个化学键，多组分反应已受到化学家们的广泛关注。羰基自由基是自由基化学领域中一类比较重要的反应中间体，在全合成领域有较大的应用，如何在催化条件下实现相关的化学转化一直是合成化学中的一个难点（图1）。
图1 羰基自由基参与的多组分催化反应探究
联合团队利用可见光催化的手段，对商业化的钯催化剂进行激发，从而和原位产生的溴化物反应得到羰基自由基，再和相应的1，3-丁二烯以及亲核试剂反应，同时构建两个化学键。该方法较好解决了催化模式下产生羰基自由基难、反应类型局限等问题，为未来发展更多的自由基化学反应模式提供了指导。
综述论文总结了两个课题组过去几年在可见光催化化学领域的进展和突破，为相关药物分子和有机合成方法学的发展展望了一些更加温和高效的合成手段和思路（图2）。希望在可见光催化化学的推动下，以羰基官能团为中心的合成化学能够重新得到更多的关注和发展。同时，该综述鼓励更多的药物化学家和材料科学家能够将这些方法投入到实际生产过程中去。
图2：合作团队在光催化化学领域的一系列进展
第一项研究成果论文题为“Catalytic multicomponent reaction involving a ketyl-type radical”。第二项综述论文题为“Merging Carbonyl Addition with Photocatalysis”。以上工作中，上科大物质学院助理教授黄焕明为共同第一作者和通讯作者， 德国明斯特大学Frank Glorius院士为共同通讯作者。
Nature Synthesis 论文链接: https://www.nature.com/articles/s44160-022-00085-6
Reseach briefing: https://www.nature.com/articles/s44160-022-00086-5
Accounts of Chemical Research 论文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.1c00799
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