近日，云南大学药学院、自然资源药物化学教育部重点实验室张洪彬教授团队首次实现铜光氧化还原催化饱和杂环的位点选择性Cα-H官能团化。相关成果发表于国际化学领域权威期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。

饱和杂环广泛存在于天然产物、生物活性分子、小分子药物及功能材料中，其选择性C(sp³)-H官能团化备受关注。由于饱和杂环中通常存在多个化学性质（键解离能、空间位阻）相似的C(sp³)-H键，实现控制位点选择性仍是合成化学中尚未解决的难题。尽管饱和杂环C(sp³)-H官能团化的研究已经取得显著进展，但目前的催化方法通常仍依赖化学计量的强氧化剂、HAT试剂，且底物适用范围受限——底物中的C(sp³)-H键需要具有不同的键解离能。此外，还长期面临着位点选择性差的难题。因此，迫切需要开发新的催化策略，以绿色高效的方式实现饱和杂环化合物的高位点选择性Cα-H官能团化。

针对该问题，团队发展了一种通用且可持续的饱和杂环的精准Cα-H官能化方法。该策略借助铜配合物与饱和杂环的配位作用，增加了环α-C-H键的酸性并降低其键能，从而通过单线态氧实现选择性氢提取，成功攻克了位点选择性难题。该方法无需引入导向基，反应条件温和，适用底物范围广泛，不仅覆盖氮、氧、硫等不同类型的饱和杂环，还兼容唑类、醇、水等多种亲核试剂，并具有优异的官能团耐受性。更重要的是，其可实现克级规模合成与药物分子的后期官能化，为实际应用奠定了基础。此外，反应无需添加额外的HAT试剂或氧化剂，仅以空气作为HAT前体与氧化剂，展现出优异的原子经济性。该方法不仅为饱和杂环的精准修饰开辟了新范式，更在有机合成、医药研发及农药创制等领域具有重要的科学意义与广阔的应用前景。

云南大学张洪彬教授、陈雅静助理研究员与中科院理化所吴骊珠院士为论文的共同通讯作者，博士研究生卢意为第一作者。云南大学为论文第一完成单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、云南省科技领军人才项目、云南省特色植物筛选与研发服务CXO平台、云南省重点研发计划等科研平台和项目的支持。

来源：自然资源药物化学重点实验室

编辑：奚利  责任编辑：李哲