今日Science：受鋰離子電池化學啟發，可擴展、安全的合成有機電還原

木文韜 4年前 (2019-02-22) 5077瀏覽

【引言】

由于安全性考慮和工業規模化的巨大困難，堿金屬作為強還原性化學試劑的用途受到限制。典型的伯奇還原反應要求氨或其他揮發性胺作為溶劑，在低溫下與自燃金屬結合的反應很危險。在這種情況下，電化學還原是一種吸引人的選擇。盡管如此，電化學還原受到無數不良副反應的阻礙，這些副反應通常會超過預期的反應活性，包括競爭性的質子還原、溶劑過度電解導致的電極鈍化、由外來O₂引起的產率降低。但是受到鋰離子電池技術的啟發，團隊開發了一套通用的電化學還原條件，并證明了其實用性、安全性、可擴展性和化學選擇性。

【成果簡介】

今日，在美國斯克里普斯研究所Byron K. Peters教授和Kevin X. Rodriguez教授團隊（通訊作者）的帶領下，與美國猶他大學、美國輝瑞全球研發中心、凱萊英生命科學技術(天津)有限公司和明尼蘇達大學合作，展示了幾十年來對鋰離子電池材料、電解質和添加劑的研究如何為實現伯奇還原的實際可擴展的還原電合成條件提供靈感。具體來說，團隊證明使用犧牲陽極材料（鎂或鋁），結合廉價，無毒，水溶性質子源（二甲基脲），以及受電池技術啟發的過充電保護劑[三(吡咯烷基)磷酰胺]，可以進行大規模的藥物相關結構單元的合成。團隊還展示了相對于傳統的電化學和化學溶解金屬還原，官能團在這些條件下如何具有非常高水平的耐受性。最后，團隊證明了相同的電化學條件可以應用于其他溶解金屬型還原轉化，包括McMurry偶聯，還原酮脫氧和環氧化物開環。相關成果以題為“Scalable and safe synthetic organic electroreduction inspired by Li-ion battery chemistry”發表在了Science上。

?【圖文導讀】

圖1 研究背景和反應發展