CJC｜Concise?Report-吳晶晶/鮑曉光團隊：光氧化還原催化烷基羧酸的脫羧胺化反應研究

Concise Report

Photoredox-Catalyzed Direct Decarboxylative Amination of Alkyl Carboxylic Acids Enabled by a Novel N-Centered Radical Scavenger

Changlei Zhu, Mengqing Zhang, Jiaxin Lin, Xiaoguang Bao,* and Jingjing Wu*

Alkylamines play an important role in medicinal chemistry, while carboxylic acids are commonly found in many natural products and pharmaceuticals. In this study, we developed a direct photoredox-catalyzed decarboxylative amination of alkyl carboxylic acids using a novel N-centered radical scavenger. This method avoids pre-activation and transition-metal catalysts, allowing a diverse range of readily available carboxylic acids to be efficiently converted into medicinally valuable amines. Further mechanistic studies and DFT calculations were conducted to provide evidence for the proposed photoredox-catalyzed pathway. This protocol is operationally simple and has excellent functional group compatibility, which is likely to be of great use in synthetic chemistry.

Photoredox-catalysis | Decarboxylative amination | Alkyl carboxylic acid | N-Centered radical scavenger

光氧化還原催化烷基羧酸的脫羧胺化反應研究

胺類及含氮官能團作為多種生物活性分子(包括生物堿、小分子藥物和農用化學品)的關鍵結構單元，具有重要的生物學意義。因此，在藥物化學中，將胺基引入小分子化合物，特別是天然產物中，對提升分子的成藥性大有裨益。基于前期在烷基硼酸酯脫硼胺化方面的研究基礎(Nat. Commun. 2025, 16, 3225.)，吳晶晶團隊進一步致力于發(fā)展基于自然界廣泛存在的羧酸類化合物高效的脫羧胺化新方法。

基于可見光氧化還原催化的自由基胺化策略因其條件溫和、官能團兼容性優(yōu)異而受到廣泛關注。然而，現(xiàn)有脫羧胺化方法仍存在諸多局限，例如需使用不穩(wěn)定或具有安全隱患的試劑(如重氮或疊氮化合物)，或依賴羧酸預活化步驟，降低了反應的步驟經濟性；此外，部分體系仍需使用過渡金屬催化劑，存在重金屬殘留的風險。因此，開發(fā)一種無需預活化、無過渡金屬催化的直接脫羧胺化新方法具有重要的研究價值。

圖 1 烷基羧酸自由基型脫羧胺化策略

近期，吳晶晶團隊利用其自主研發(fā)的亞胺型氮中心自由基捕獲劑，成功實現(xiàn)了烷基羧酸的直接光氧化還原催化脫羧胺化。該方法在無需羧酸預活化及過渡金屬參與的條件下，實現(xiàn)了溫和、高效的胺化過程，并展現(xiàn)出優(yōu)良的官能團兼容性。該策略適用于多種結構類型的羧酸底物，包括環(huán)狀、鏈狀、三級羧酸以及復雜天然產物和藥物衍生物，能夠高效轉化為具有潛在藥用價值的亞胺產物。所得亞胺可作為胺的保護形式，在溫和條件下水解即可釋放游離胺，并已成功應用于藥物分子苯丙胺鹽酸鹽的簡潔合成，顯示出良好的應用前景。蘇州大學鮑曉光課題組通過DFT計算揭示了反應機理：光氧化還原催化的單電子轉移是該過程的主導機制，而非能量轉移。

圖2 烷基羧酸與新型胺化試劑的脫羧胺化反應

上述研究結果以Concise Report形式發(fā)表于Chin. J. Chem.雜志上(Chin. J. Chem. 2025, 43, 3575—3581)。該項工作得到了國家自然科學基金青年科學基金項目、中央高校基本科研業(yè)務費、“青年千人計劃”以及上海交通大學啟動經費的資助。

認識本文的作者們

Left to Right: Changlei Zhu, Mengqing Zhang, Jiaxin Lin, Xiaoguang Bao, Jingjing Wu

吳晶晶副教授簡介

上海交通大學 變革性分子前沿科學中心

吳晶晶：上海交通大學變革性分子前沿科學中心長聘教軌副教授、博士生導師。2005-2009年于華東理工大學藥學院制藥工程(藥學)專業(yè)獲工學學士學位，導師：曾步兵教授。2009-2014年于中國科學院上海有機化學研究所，中科院天然產物有機合成化學重點實驗室獲理學博士學位，導師：田偉生研究員。2014-2015年，留所工作，擔任助理研究員。2015年10月-2020年12月，在英國布里斯托大學化學系從事博士后研究，合作導師：英國皇家科學院院士Varinder K. Aggarwal教授。2020年入選國家海外高層次人才引進計劃(青年項目)，2021年加入上海交通大學變革性分子前沿科學中心。近五年來，已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., CCS Chem., ACS Catal., Chin. J. Chem.等國際知名學術期刊上發(fā)表研究論文十余篇。吳晶晶課題組因業(yè)務發(fā)展需要，擬招聘有機化學方向博士后一名，有從事甾體/三萜天然產物合成經歷，或有機硼化學方向研究經歷者優(yōu)先考慮。

鮑曉光教授簡介

蘇州大學 材料與化學化工學院

鮑曉光：蘇州大學材料與化學化工學院教授、博士生導師。2002年畢業(yè)于上海交通大學化學化工學院，獲學士學位；2007年畢業(yè)于中國科學院上海藥物研究所，獲博士學位。2007年至2012年先后在美國俄亥俄州立大學化學系和美國北德克薩斯大學化學系從事博士后研究工作；2012年8月到蘇州大學材料與化學化工學部工作。研究方向聚焦計算化學與物理有機化學，涉及過渡金屬催化機理、綠色合成方法學及分子識別動力學等領域。主持國家自然科學基金項目四項，發(fā)表論文100余篇，相關成果已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., ACS Catal.等國際知名學術期刊上發(fā)表。