α-氨基腈是有机合成中具有重要合成价值的一类结构单元，广泛存在于各类生物活性分子骨架中。近年来，随着可见光氧化还原催化反应的迅速发展，基于光诱导电子供体-受体（EDA）络合物引发的单电子转移过程也越来越受到关注。华中科技大学袁伟明课题组报道了一种稳定性好、低毒性、环境友好型的高价碘氰化试剂对叔胺的可见光诱导氰化反应。该工作设想叔胺与高价碘氰化试剂结合形成电子供体-受体（EDA）络合物从而引发氰化反应（图1）。在对反应条件进行优化的过程中，发现该氰化反应对水和空气均不敏感，并且在自然光的照射下也能达到理想收率。

各种α-甲硅烷基取代的环状胺，例如哌啶、吗啉、硫代吗啉和四氢异喹啉等都能顺利参与反应，以及酮、醇、酯、环丙烷、烯烃和炔烃官能团等都能很好地兼容，从而为进一步合成应用构建更复杂的分子结构提供良好的平台。此外，含有药物片段的叔脂肪胺，如氟西汀和布洛芬也能很好的参与光氰化反应，并以良好的收率得到了氰化的类药物产物。与α-甲硅烷基胺相比，天然叔胺因其较高的氧化电位而成为更具挑战性的氰基化底物。N-芳基叔胺能顺利完成该氰化反应，但是没有α-甲硅烷基取代的烷基叔胺未能参与光氰化过程。这些结果显示了α-甲硅烷基取代基的优越性，保证了脂肪叔胺的反应活性。

机理研究表明，该氰化反应是由胺和高价碘氰化试剂相互作用而形成的电子供体-受体（EDA）络合物来引发的。当1a和2a以0.01 M的浓度混合时，反应混合物变成黄色，随着反应进行，颜色会组建变成棕色。此外，从紫外-可见光吸收光谱中观察到红移现象和一个新的吸收峰(λ max = 307 nm)，这表明形成了一个新的EDA络合物(图2-a)。这与通过密度泛函理论计算所预测的λ calc. = 304 nm的吸收峰基本一致（图2-b）。另外自由基捕获实验验证了反应途径中所涉及的α-胺烷基自由基；但是一系列竞争性亲核试剂的加入都没有检测到任何亚胺离子被捕获的结果，这表明反应体系中可能不存在亚胺离子中间体（图2-c）。

该氰化反应不需要添加任何光催化剂、氧化剂、碱和添加剂，反应条件极其简单温和，底物适用范围广泛。除了常用的N-芳基胺之外，更具挑战性的脂肪族叔胺在被α-甲硅烷基取代基修饰后也可以顺利地进行光氰化反应。机理研究表明，该氰化反应可能经历的是自由基链式反应途径，而不是普遍认为的亚胺正离子中间体机制（图3）。

论文信息：

Electron Donor-Acceptor Complex-Enabled Photocyanation of Tertiary Amines with a Stable and User-friendly Cyanobenziodoxolone Reagent.

Zimin Chen, Songlin Zheng, Zijie Wang, Zixuan Liao, Weiming Yuan*

文章第一作者为华中科技大学硕士生陈子敏

ChemPhotoChem

DOI: 10.1002/cptc.202100133

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