我国学者在点击-剪切化学方面取得进展

　　

图 自由基介导的点击-剪切反应

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22193020、22193021、21821001）等资助下，清华大学徐江飞等在点击-剪切化学方面取得进展，相关成果以“自由基介导的点击-剪切反应（Radical-mediated click-clip reactions）”为题于2024年9月20日在线发表于《科学》（Science）杂志上。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn2259。

　　点击反应是能够在温和条件下将分子基元进行快速、高效、高选择性连接的反应，广泛用于功能分子的高效模块化合成。同时，构建功能分子体系也常需要高效的断键反应，以实现分子连接的可控剪切。然而，由于点击反应往往具有较高的热力学驱动倾向，其逆过程通常很难发生，因而生成的分子连接不易进行选择性的断键。因此通过同一化学键的生成和断裂构建一对点击和剪切反应序列是尚未解决的难题。

　　徐江飞等人基于硫亚胺的成键和断键，建立了吩噻嗪和胺之间的点击-剪切反应。吩噻嗪衍生物和一系列伯胺/仲胺在N-溴代琥珀酰亚胺氧化条件下可快速且定量地偶联生成硫亚胺，该反应在室温、空气环境中数分钟内即可完成，并对常见官能团具有良好的兼容性；而生成的硫亚胺化合物可在380 nm光照下发生剪切反应，硫亚胺键断裂继而定量转化为吩噻嗪和质子化的胺。研究表明，吩噻嗪自由基中间体在成键和断键反应过程中发挥了关键作用，吩噻嗪自由基较高的活性使反应物得以快速、定量转化，而其持久性使得反应转化具有较好的选择性和环境耐受性。这一自由基介导的点击-剪切反应可用于具有氨基位点的α-环糊精的可逆修饰，以及通过界面聚合构筑可解聚高分子，展现了反应良好的选择性和应用前景。该研究为功能分子体系的构筑、编辑和调控提供了新的有力工具。