【Angew. Chem. Int. Ed.】基于NHC催化剂，通过从离子型到自由基型化学的转变实现的芳烃C-H酰化的区域选择性

傅-克酰化反应属于电子亲和芳香取代反应类，在合成中扮演着极其重要和多才多艺的角色。该反应的选择性可事先预测，并由底物的电子和空间位阻因素所决定。而今，作者提出了一种全新的自由基方法，用于芳烃和杂芳烃的酰化反应。通过温和的合作光还原/杂环卡宾自由基催化，实现了C-H键上的酰化，其中关键的步骤是将芳烃自由基阳离子与杂环卡宾结合的烷基自由基的交叉偶联。相较于传统的傅-克酰化反应，从离子模式切换至自由基模式后，作者观察到了反应选择性的差异。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

于是，在这个新的自由基反应中，芳酰氟在离子和自由基反应过程中均充当酰化试剂的角色。作者成功地运用光还原催化技术实现了芳烃的官能化反应。这种化学修饰可以通过将芳烃进行单电子转移（SET）还原，生成相应的芳烃自由基阴离子（方案1a）。在适当的阴离子离去基X的存在下，X-阴离子的解离会生成芳基自由基，然后这个自由基可以直接还原或应用于典型的自由基环化和加成反应。此外，通过SET氧化将芳烃活化，生成芳烃自由基阳离子，在电子富集的芳烃中，这种路径尤为高效。对于烷基取代的芳烃体系，这种自由基阳离子很容易在α位脱质子化，形成苄基自由基，并最终被自由基受体俘获，实现侧链官能化（方案1b）。另外，芳烃自由基阳离子还可以与亲核试剂发生反应，形成相应的环己二烯基自由基。氧化和脱质子化反应则实现了芳烃的C-H官能化。此外，还存在第三种机理选择，即中间产物芳烃自由基阳离子与C-自由基发生偶联，生成π共轭的环状阳离子。

然而，由于芳烃自由基阳离子和C-自由基都是在溶液中不积累的反应中间体，因此这种反应模式尚未被广泛确认。在这方面，作者最近的研究表明，通过光还原催化剂（PC）进行SET氧化生成的苯并呋喃自由基阳离子，可以被寿命更长的甲醇基自由基有效地捕获（方案1c）。这种甲醇基自由基可以通过N-杂环卡宾（NHC）与芳酰氟原位反应生成的酰基唑离子经过SET还原轻松生成。通过自由基/自由基阳离子的交叉偶联产生的阳离子随后被氟离子捕获，最终NHC的解离导致了氟酰化产物的生成。

通过这种引人注目的自由基反应路径，作者成功地将传统的离子型傅-克酰化反应转化为具有不同反应选择性的自由基反应。这一新颖的方法为芳烃和杂芳烃的酰化反应开辟了全新的途径，具有潜力在有机合成中发挥重要作用。作者的研究为探索和理解自由基反应提供了有价值的贡献，为合成化学领域的进一步发展提供了新的启示。

标题：Regiodivergent C−H Acylation of Arenes by Switching from Ionic- to Radical-Type Chemistry Using NHC Catalysis

作者：Jannik Reimler, Xiao-Ye Yu, Nico Spreckelmeyer, Constantin G. Daniliuc, Armido Studer

链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202303222