近来，云南大学化学科学与工程学院仝晓刚副教授专注于光催化新型自由基化学的前沿研究，在光催化炔烃的多样性官能团化反应开发方面取得了一系列重要进展，相关研究成果发表于国际知名学术期刊Nature Communications (IF 15.7)和ACS Catalysis (IF 13.1)。
进展1：开发高选择性、步骤与原子经济性且兼具绿色可持续发展理念的有机反应一直是合成化学家追求的重要目标。官能团转移能够实现特定原子或基团在分子间的直接迁移，是构建复杂功能分子的高效策略，其中又以本研究提出的“Streamlined Dual-Functional Group Transfer”策略最为经济高效。该研究开发了一种基于光催化草酸盐体系的炔烃区域选择性吡啶氰基化新方法，首次以商业可得的氰基吡啶作为双官能团转移试剂，在可见光诱导下实现了内炔的高效双官能化，同时引入了具有重要生物活性的吡啶和氰基活性基团。与传统方法相比，该策略具有三大优势：一是实现了100%的原子经济性，安全高效地利用了有毒氰源；二是实现了不对称内炔的区域选择性控制；三是在无过渡金属催化条件下一次性构建了两个相邻C–C键，显著提升了合成效率。此外，时间分辨光谱与理论计算清晰揭示了反应机理：光诱导产生的氰基吡啶自由基阴离子对炔烃进行区域选择性加成，随后发生氰基负离子的协同释放与再加成，最终完成高区域选择性双官能团转移。该策略为含吡啶和氰基的药物活性分子的绿色、安全、高效合成提供了新途径，也彰显了时间分辨光谱在解析复杂光反应机理中的重要作用。
相关成果以“Photocatalytic Streamlined Dual-Functional Group Transfer from Cyanopyridine to Internal Alkynes”为题发表在Nature Communications 2025, 16, 8985, DOI: org/10.1038/s41467-025-64029-2。云南大学仝晓刚副教授为论文第一作者，北京师范大学节家龙副教授为共同第一作者；北京师范大学苏红梅教授与新加坡国立大学吴杰教授共同担任通讯作者。云南大学为本研究的第一完成单位。
进展2：炔烃的还原官能团化是有机合成中构建复杂分子的一类重要策略。尽管过渡金属催化的炔烃还原官能团化方法在过去几十年中取得了显著进展，但仍普遍面临化学选择性与区域选择性的挑战。本研究中，我们利用可见光催化草酸盐发生单电子氧化生成高反应活性的CO2自由基阴离子（CO2•−），进而实现芳基炔的单电子还原生成关键的炔基自由基阴离子中间体，并成功应用于芳炔的氢烷基化、芳基烯基化及氢羧基化反应。与以往依赖于原位生成自由基再对炔烃进行自由基加成的策略不同，本研究通过在温和条件下的可见光催化直接实现了芳炔的单电子还原，开辟了炔基自由基阴离子介导的官能团化新途径，为该类反应提供了新的研究思路。
相关成果以“Photocatalytic Reductive Functionalization of Aryl Alkynes via Alkyne Radical Anions”为题发表在ACS Catalysis 2024, 14, 9283, DOI: 10.1021/acscatal.4c02638。云南大学仝晓刚副教授为论文第一作者，新加坡国立大学卢一新院士与吴杰教授共同担任通讯作者，云南大学系第一完成单位。
来源：化学科学与工程学院
编辑：张懿淼 责任编辑：李哲
