Elektrophotokatalytische Oxygenierung mehrerer benachbarter C

Nature Band 614, Seiten 275–280 (2023)Diesen Artikel zitieren

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Sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen sind in komplexen kleinen Molekülen nahezu allgegenwärtig. Der Aufbau mehrerer C-O-Bindungen durch gleichzeitige selektive Oxygenierung benachbarter C-H-Bindungen wäre äußerst wünschenswert, war jedoch weitgehend Gegenstand der Biosynthese. Mehrere gleichzeitige CH-Bindungsoxygenierungsreaktionen auf synthetischem Wege stellen eine Herausforderung dar1,2,3,4,5,6, insbesondere wegen der Gefahr einer Überoxidation. Hier berichten wir über die selektive Oxygenierung von zwei oder drei benachbarten CH-Bindungen durch Dehydrierung und Oxygenierung, die die Umwandlung einfacher Alkylarene oder Trifluoracetamide in ihre entsprechenden Di- oder Triacetoxylate ermöglicht. Das Verfahren erreicht solche Umwandlungen durch den wiederholten Betrieb eines wirksamen oxidativen Katalysators, jedoch unter Bedingungen, die ausreichend selektiv sind, um eine destruktive Überoxidation zu vermeiden. Diese Reaktionen werden mithilfe der Elektrophotokatalyse7 erreicht, einem Prozess, der die Energie von Licht und Elektrizität nutzt, um chemische Reaktionen zu fördern. Insbesondere ermöglicht die kluge Wahl der Säure die selektive Synthese von di- oder trioxygenierten Produkten.

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Die Finanzierung dieser Arbeit erfolgte durch die National Institutes of Health (Nr. R35GM127135 an THL) und die National Natural Science Foundation of China (Nr. 22171046 an K.-YY). Wir danken X.-X. Li, X. He, Y. Yu und Z. Shi von der Universität Fuzhou für ihre Hilfe bei der Röntgen-Einkristallanalyse. Wir danken auch S. Liao und Q. Song von der Fuzhou University für ihre Hilfe bei der Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyse. Wir danken I. Keresztes (Cornell University), J. Cheng und C. Xu (beide von der Fuzhou University) für ihre Hilfe bei der zweidimensionalen Kernspinresonanzanalyse.

Abteilung für Chemie und Chemische Biologie, Cornell University, Ithaca, NY, USA

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Tao Shen

Schlüssellabor für Molekülsynthese und Funktionserkennung (Fujian Province University), College of Chemistry, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian, China

Tao Shen, Yi-Lun Li und Ke-Yin Ye

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THL konzipierte und leitete das Projekt und erstellte das Manuskript. Von THL, TS und K.-YY entworfene Experimente. TS und Y.-LL führten Experimente durch. Y.-LL synthetisierte Schlüsselsubstrate. TS führte alle Reaktionen durch und sammelte und analysierte Daten.

Korrespondenz mit Ke-Yin Ye oder Tristan H. Lambert.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Nature dankt den anonymen Gutachtern für ihren Beitrag zum Peer-Review dieser Arbeit.

Anmerkung des Herausgebers Springer Nature bleibt hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten neutral.

Analytische Methoden, experimentelle Tipps, mechanistische Daten, anspruchsvolle Substrate, Charakterisierung von Verbindungen, Kernspinresonanzspektren und Röntgendatenanalyse.

Springer Nature oder sein Lizenzgeber (z. B. eine Gesellschaft oder ein anderer Partner) besitzen die ausschließlichen Rechte an diesem Artikel im Rahmen einer Veröffentlichungsvereinbarung mit dem Autor bzw. den Autoren oder anderen Rechteinhabern. Die Selbstarchivierung der akzeptierten Manuskriptversion dieses Artikels durch den Autor unterliegt ausschließlich den Bedingungen dieser Veröffentlichungsvereinbarung und geltendem Recht.

Nachdrucke und Genehmigungen

Shen, T., Li, YL., Ye, KY. et al. Elektrophotokatalytische Oxygenierung mehrerer benachbarter CH-Bindungen. Natur 614, 275–280 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05608-x

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Eingegangen: 22. November 2021

Angenommen: 29. November 2022

Veröffentlicht: 06. Dezember 2022

Ausgabedatum: 09. Februar 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05608-x

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