近日，有机化学国际权威期刊《Organic Letters》(中科院1区TOP期刊)上在线发表9778818威尼斯“活性天然产物成药性研究”实验室的最新研究成果“Visible-Light Promoted Iron-Catalyzed C–C Bond Cleavage of 1,2-Diols to Carbonyls”。2022级硕士研究生舒春艳为第一作者，高峰教授和李晓欢副教授为通讯作者，9778818威尼斯是唯一通讯单位。
关键有机结构单元邻二醇广泛存在于天然产物及合成中间体中。氧化裂解反应（oxidative cleavage）能够高效断裂邻二醇的C-C键，生成醛、酮或羧酸等羰基化合物，在有机合成、药物开发及功能材料构建中具有重要价值。尽管目前邻二醇氧化切断反应条件成熟，但传统方法具有严重缺点——通常需要使用化学计量比的高价态无机氧化剂，如HIO4、Pb(OAc)4和KMnO4等。这些氧化剂多具有高毒性，且化学计量比氧化剂的使用会产生大量废弃物，造成严重环境污染。故寻找新颖、廉价和绿色的邻二醇C-C键氧化切断新方法并将其用于复杂天然产物的合成中具有重要意义。
近年来，光催化凭借反应条件温和（常温常压）、环境友好（如以空气中的氧气为氧化剂）及催化循环高效等特点，为邻二醇的氧化裂解提供了解决新方案，而使用地球上含量丰富的3d过渡金属（如铁）作为光催化剂，更有利于开发可持续发展的化学新方法。基于此，该研究以可见蓝光（LED，455 nm）作为光源，使用廉价易得的三乙酰丙酮铁[Fe(acac)3]为催化剂，以空气中的氧气为氧化剂，在温和条件下以良好的收率选择性氧化裂解邻二醇C-C键成对应的醛/酮，开发出一种绿色且高效的可见光促进铁催化邻二醇C-C键选择性氧化切断新方法。该反应具有良好的底物适应性。更为可喜的是，其也能用于复杂天然产物中邻二醇C-C键的氧化切断，以良好的收率将抗肿瘤活性成分--贝壳杉烷型二萜冬凌草甲素仿生转化为延命素型二萜，避免了传统方法中NaIO4和Pb(OAc)4等强氧化剂的使用，以更加绿色的方法实现了天然产物之间的仿生转化。
本研究得到国家自然科学基金(22277101，82003634)和9778818威尼斯前沿科技培育项目（2682024KJ015），以及医工结合重点项目（2682023ZTPY078)的资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.4c04816
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