第一作者：馮兆宇，孫笑
通訊作者：王洪玉，唐波
通訊單位：中國海洋大學，嶗山國家實驗室
論文DOI： 10.1021/acscatal.5c05814
本研究提出了一種鎳/光共催化的亞砜亞胺N-芳基化新策略：通過氧化還原活性的芳基噻蒽鹽實現C?N鍵的高效構建。該策略不僅適用于多種亞砜亞胺底物，還可拓展至磺酰胺及亞胺類化合物，能夠實現藥物分子的后期官能團化，并直接獲得游離苯胺類產物。
本文的研究出發點在于解決富電子芳烴難以高效、高選擇性實現N-磺酰亞胺化的長期挑戰。其核心亮點是開發了一種鎳/光協同催化新策略，利用氧化還原活性的芳基噻蒽鹽作為芳基化試劑，實現了亞砜亞胺、磺酰胺乃至亞胺的N-芳基化。該方法條件溫和、底物適用范圍廣、官能團耐受性優異，成功應用于多種藥物分子和農用化學品的后期官能團化，并揭示了其通過光誘導LMCT過程生成Ni(0) 繼而引發自由基偶聯的反應機制，為構建N-芳基結構單元提供了強大而通用的工具。
圖二展示了鎳/光協同催化條件下，芳基硫鎓鹽與亞砜亞胺交叉偶聯反應的條件優化過程。初始嘗試使用NiCl?·6H?O在藍光照射下未能得到產物（條件A）。隨后，引入有機堿BTMG或奎寧環后，反應分別獲得20%和18%的產率（條件B和C），表明堿的加入對反應至關重要。進一步優化發現，同時使用BTMG和Cy?NMe可顯著提升反應效率，使產物3a的分離產率達到90%（條件D）。對照實驗證實，鎳催化劑和光照均為反應必需條件，缺一不可；省略BTMG或Cy?NMe分別導致產率大幅下降至19%和36%，說明二者在促進C–N鍵形成中發揮關鍵作用。
圖三展示了鎳/光協同催化下亞砜亞胺與芳基噻蒽鹽的N-芳基化反應的廣泛底物適用范圍。該反應對多種亞砜亞胺結構（包括苯環上帶有給電子或吸電子基團、稠環、雜環及烷基取代）均表現出良好的兼容性，產率在38%至95%之間。芳基噻蒽鹽方面，無論是富電子、多取代還是含有極性官能團（如羥基、酰胺）的底物，均能高效偶聯。此外，該方法成功應用于多種藥物分子（如Celebrex、吡丙醚等）的后期功能化，凸顯其在藥物化學和農藥分子修飾中的實用價值。
圖四展示了該鎳/光協同催化方法在磺酰胺和亞胺底物上的擴展應用。多種取代的苯磺酰胺（含甲基、鹵素、酰胺等基團）與芳基噻蒽鹽順利反應，以65–80%的收率得到N-芳基化產物（5a–5g），雜環和稠環底物也表現良好。此外，該方法成功用于藥物分子（如Celebrex）的后期修飾（5j，68%收率）。亞胺底物同樣適用，可實現芳胺的高效合成，例如吡丙醚衍生物經兩步反應得到游離胺7j（總收率35%），凸顯了該策略在構建C–N鍵及藥物分子修飾中的廣泛適用性。
圖五通過一系列機理實驗揭示了鎳/光協同催化反應的自由基路徑?？刂茖嶒灡砻?，光照和鎳催化劑均不可或缺；使用Ni(cod)?可高效催化反應，而加入FeCp?PF?抑制反應，提示Ni(0)為活性物種。TEMPO淬滅實驗檢測到自由基加合物，支持自由基機制。UV/vis光譜排除了EDA復合物的形成。Hammett分析顯示取代基對反應速率影響較小（ρ = 0.644），表明氧化加成步驟對電子效應不敏感。最終提出反應經歷Ni(II)的光還原生成Ni(0)，經SET產生芳基自由基，隨后在BTMG促進下完成C–N偶聯，并通過光促能量轉移促進還原消除。
本文開發了一種鎳/光協同催化策略，實現了電子富集芳烴與亞砜亞胺、磺酰胺及亞胺的高效、位點選擇性N-芳基化反應。該方法利用氧化還原活性的芳基噻蒽鹽作為芳基源，在溫和的可見光照射條件下，通過鎳催化循環實現了C–N鍵的構建。機理研究表明，反應經歷了一個由光誘導的配體-金屬電荷轉移過程，將Ni(II)還原為Ni(0)，進而通過自由基途徑促進偶聯反應。該方法具有優異的底物普適性和官能團兼容性，適用于藥物分子的后期功能化，為芳胺類化合物的合成提供了強有力的工具。
文獻信息：Zhaoyu Feng,∥ Xiao Sun,∥ Xiangyu Zhuang, Hao Li,Bo Tang,* and Hongyu Wang* Nickel/Light-Driven Catalysis Enables Site-Selective Sulfoximination of Electron-Rich Arenes, ACS Catal., 2025, 15, 17015?17023.
