近日，我校化学与材料科学学院邓清海教授课题组在《Nature Communications》上发表论文“Practical and regioselective halonitrooxylation of olefins to access β-halonitrates”，发展了一种高区域选择性合成β-卤代硝酸酯的新方法。上海师范大学为唯一通讯单位，2021级博士生成轩为论文第一作者，邓清海教授为论文通讯作者。
有机硝酸酯作为一氧化氮信号分子的有效供体，广泛应用于制药行业。烯烃的双官能团化反应可一步合成多位点反应产物，是获取复杂分子的有效策略。该转化的主要挑战之一是控制烯烃加成的区域选择性非常困难。未活化的烷基烯烃的碳碳双键由于较小的电子和空间位阻差异而表现出较差的区域选择性。因此，开发简单有效的策略来实现烷基烯烃的高区域选择性地硝酸酯化双官能化是一个具有挑战性和重要研究价值的课题。
邓清海教授课题组长期致力于高碘试剂的发展和应用，主要包括高碘叠氮试剂（Nat. Commun., 2024, 15, 4919; Org. Lett., 2023, 25, 2739; Chem. Commun., 2023, 59, 7831; Org. Lett., 2019, 21, 7315）和高碘硝酸酯试剂（Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e.202302521; Org. Chem. Front., 2020, 7, 3509）。在此基础上，发展了一种简单实用的未活化烯烃高区域选择性卤化-硝酸酯化反应新方法。该方法以自主研发的非环高碘硝酸酯试剂和市售的三甲基卤硅烷（卤原子可为：氯、溴、碘）为硝酸酯源和卤源，仅需0.5 mol%的氯化铁作为催化剂，即可实现烷基烯烃的高区域选择性卤化-硝酸酯化反应；芳基烯烃在无催化剂条件下，亦可实现高区域选择性的卤化-硝酸酯化反应。该方法实现了127例β-卤硝酸酯类化合物的合成（收率高达99%，区域选择性高达>20:1），显示出广阔的底物适用范围和良好的官能团耐受性。值得注意的是，一种衍生自乙烯的合成子2-碘硝酸乙酯能与多种官能团（氧-氢、氮-氢、硫-氢）顺利反应。采用本工作策略，可将硝酸酯基团直接或间接引入到阿司匹林、布洛芬、吲哚美辛、吉非罗齐、奥沙普秦、替米沙坦、维生素E、肽等药物分子或天然产物分子中，预期在有机合成及药物合成上有着潜在的应用前景。
该工作得到了国家自然科学基金、上海自然科学基金、上海市“曙光计划”项目、上海师范大学、资源化学教育部重点实验室与国际合作联合实验室、上海市仿生催化前沿科学研究基地、上海绿色能源化工工程技术研究中心等资金支持。
论文网址：doi.org/10.1038/s41467-024-51655-5
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