近年来，光诱导分子间氢原子转移（HAT）反应因其能够直接活化C-H键而不需要底物预官能化，已成为构建天然产物和生物活性化合物的强大工具。酰基自由基作为亲核性合成子，是一类重要的多功能反应中间体。目前，多种酰基自由基前体已被开发并应用于合成反应，包括α-酮羧酸、羧酸、酸酐、酰氯、酰基肟、4-酰基-1,4-二氢吡啶、酰基硫酯和酰基硅烷等，为重要分子骨架的构建提供了有力手段。在众多前体中，醛因其来源广泛、易于获取且原子经济性高，被认为是理想的酰基自由基前体，其光诱导HAT过程已成功应用于Giese型加成和Minisci型酰化等反应。

α,β-不饱和酮（α,β-Unsaturated ketones）不仅是天然产物和药物中的常见核心成分，更是有机合成领域的重要基础原料。近年来，催化分子间作用方法逐渐被开发应用，包括交叉复分解反应、醛类NHC催化的烯烃化、炔烃的转金属催化氢酰化反应、去氢交叉偶联与羰基化反应，以及α硝酸羧酸、活化酯或芳酰氯的交叉偶联反应。尽管已取得重大进展，但开发通用且温和的催化策略以构建多样化乙烯酮类化合物仍面临挑战。尤为重要的是，α,β-不饱和酰基自由基由于其会快速异构化及自耦联倾向难以稳定存在，从而产生大量副产物及反应的选择性失控现象而鲜有深入探究。

图1 α,β-不饱和酮及酰基自由基的研究背景

针对这一挑战，南京师范大学化学与材料科学学院陈良安教授课题组22级本科生关雨昕（第一作者）等人开发了一种创新的级联反应策略。基于课题组前期在自由基化学方面的研究基础（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 23019-23029; CCS Chem. 2023, 5, 1386-1397; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202218286; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202305510; ACS. Catal., 2024, 14, 4395-4406）。该工作通过巧妙结合光诱导镍催化与Wittig反应，首次实现了醛的C–H直接芳基化/烷基化与烯酮构建的转化。该方法以商品化的含有醛基的Wittig试剂为原料，在温和的光催化条件下，通过镍催化实现醛C–H键与芳基/烷基卤代物的交叉偶联，生成的中间体不经分离即可与各类醛、酮发生高选择性的Wittig反应，最终以优良的收率和Z/E选择性得到一系列结构多样的α,β-不饱和酮类化合物。

图2 本项目的研究内容

该方法展现出良好的底物普适性，无论是带有给电子或吸电子取代基的芳基碘化物，还是脂肪族溴代物，均能顺利参与反应。同时，多种芳香醛、脂肪醛以及酮类化合物都能高效地进行Wittig烯化，甚至一些具有生物活性的复杂分子衍生物也能兼容该反应体系。在合成用途方面，通过多种衍生化反应可高效构建吡啶、环丁烷等杂环骨架；更为重要的是，利用该方法成功实现了20多种查尔酮类生物活性和药物分子的高效合成，充分展示了该方法在药物分子和天然产物后期功能化中的巨大应用潜力。由于该合成方法在药物分子合成方面的实用性和创新性，已经成功申请中国发明专利（CN202510149055.7）。

该项研究成果不仅为α,β-不饱和酮的简介高效合成提供了一条高效、模块化的新路径，而且为酰基自由基化学特别是α,β-不饱和酰基自由基的控制与转化提供了重要借鉴，相关成果已正式发表于中科院1区期刊ACS Catalysis（IF: 13.1, ACS Catal. 2025, 15, 14483−14492）上。

本研究感谢以下基金的资助：国家自然科学基金（项目批准号：22371125、22071111和22401153），江苏省自然科学基金（项目批准号：SBK20240031和BK20220409），以及江苏省研究生科研与实践创新计划（项目编号：KYCX24_1803）。本项目同时得到南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室开放研究基金的资助。