课题组发展了光驱动的反应策略，在温和的反应条件下使用光氧化还原催化剂和廉价的硫醇催化剂通过还原交叉偶联反应将两个烯烃有效的“缝合”在一起，从而构建了一根新的C-C键，并合成了一系列具备极其重大应用价值的sp3-杂化产物。反应中缺电子烯烃被光氧化还原催化剂还原，在质子化后产生碳自由基，随后被中性烯烃捕获。这种分子间交叉偶联反应策略能够最终靠非传统的断键方式从烯烃快速合成sp3-骨架分子。相关成果发表在J. Am. Chem. Soc.上，文章链接DOI：10.1021/jacs.3c11285。

  烯烃广泛存在于石油衍生化合物、天然产物、药物和材料分子中。因此，探索它们的直接官能团化方法具备极其重大意义。通过两个烯烃的分子间交叉偶联是一种很有用的转化，因为其可通过这些简单易得的起始原料快速构建新的C-C键。在此背景下，Baran课题组报道了一种基于金属氢化物的氢原子转移(MHAT)机理实现了烯烃的还原交叉偶联反应（Figure 1a）。总的来说，这一过程通过两个烯烃的结合产生了具备极其重大应用价值的sp3-杂化产物。最近，意大利博洛尼亚大学Paolo Melchiorre课题组发展了一种不同机理模式的烯烃分子间还原交叉偶联新方法。其使用光氧化还原催化剂和廉价的硫醇催化剂将两个烯烃“缝合”在一起，从而形成一根新的C-C键（Figure 1b）。下载化学加APP到你手机，更便利，更多收获。

  为了深入理解反应机理，作者进行了Stern-Volmer淬灭实验（Figure 2b）。实验根据结果得出在增加淬灭剂量的情况下，富马酸二甲酯1a是比苯乙烯2a更有效的淬灭剂。这一结果与作者所提出的机理一致（Figure 2c），即受激发的光催化剂可以通过单电子转移(SET)有效地还原缺电子烯烃1，由此产生活性自由基阴离子中间体I。随后，I经历质子化生成自由基中间体II，并被烯烃2捕获得到自由基中间体III。最后，自由基中间体III可以从硫醇4中攫取一个氢原子，生成还原烯烃偶联产物3和巯基自由基IV。同时，硫酚盐V[E(IV)/V) =−0.36 V vs [FC+/FC]in DMSO for thiophenolate]可以被氧化的光催化剂(E[Ir(IV)/Ir(III)] = 0.77 V vs SCE)氧化，使光催化剂再生，并生成巯基自由基IV。而巯基自由基IV可以从H donor5中攫氢并再生硫醇催化剂4。

  随后，作者对此转化的底物范围进行了考察（Figure 3）。首先，当作者将此转化放大至5.0 mmol规模，仍可以以80%的产率得到目标产物3a（1.0 g），由此证明了此转化的实用性。此外，底物适用性考察实验根据结果得出一系列不同取代的苯乙烯、非活化的端烯、杂芳基烯烃、端二取代烯烃以及内烯烃均可当作自由基受体，以37-84%的产率得到相应的产物3b-3w。其中内烯烃的活性相比来说较低，仅以44%的产率得到产物3r。此外，此策略还能轻松实现一系列含有烯烃的天然产物衍生物（gibberellic acid和bezafibrate）的后期修饰，分别以58%和37%的产率得到相应的产物3t和3u。有必要注意一下的是，作者利用此转化对端烯和内烯的反应性差异，实现了gibberellic acid衍生物的化学选择性官能团化，即分子内的内烯双键能保持不变。而当作者使用β-pinene 或caryophyllene oxide为反应物时，反应均经历了开环，分别以74%和67%的产率得到产物3v和3w，由此进一步证实了反应中涉及自由基中间体III（Figure 2c）。

  接下来，作者考察了此烯烃交叉偶联反应中与苯乙烯2a反应的缺电子烯烃的兼容性。实验根据结果得出，当利用光催化剂PCB结合弱碱2,4,6-collidine使用时，可以有效增强相对低反应性的缺电子烯烃的反应活性。包括反丁烯二腈、丙烯腈、丙烯酸酯、烯基砜、N-甲基马来酰亚胺、丙烯酰胺、丙烯醛等均可顺利参与反应，以45-79%的产率得到相应的产物6k-6j。有必要注意一下的是，生物活性分子衍生的丙烯酸酯（L-tyrosine, Estrone）也可兼容，分别以61%和71%的产率得到产物6k和6l。

  最后，作者对反应机理进行了进一步探索（Figure 4）。当使用连有三元环的苯乙烯7反应时，可以以72%的产率得到开环产物8，由此表明反应中由缺电子烯烃产生了自由基并被7捕获（Figure 4a）。此外，当将D2O加入反应中，可以以52%的产率得到产物6d-D，并且在丙烯酸酯的β-位观察到70%的氘代，苄位观察30%的氘代。这一结果与缺电子烯烃经历SET还原相一致，形成自由基阴离子I。随后在其β-C上发生质子化形成更稳定的自由基中间体II。接着自由基中间体II与苯乙烯通过自由基加成得到自由基中间体III，其与原位和重水发生氘交换得到的氘代苯硫酚通过HAT过程而被氘代（Figure 4b）。

  Paolo Melchiorre课题组发展了一种光驱动的反应策略，在温和的反应条件下利用简单易得的催化剂实现了烯烃的还原交叉偶联反应，合成了一系列具备极其重大应用价值的sp3- 杂化产物。实现此转化的核心是通过光氧化还原来实现缺电子烯烃的还原，由此产生自由基。这些底物可以很容易的与各种苯乙烯和其它简单易得的中性烯烃发生偶联。此转化拥有非常良好的官能团兼容性，并能应用其对生物相关化合物进行后期修饰。