中国科学院上海有机化学研究所生命过程小分子调控全国重点实验室陈以昀研究员团队，与郑州大学蓝宇教授团队、中国科学院理化技术研究所曾毅研究员团队合作，在光激发四配位硼重排反应及机理研究领域取得重要进展。该研究通过双齿硼配位策略有效抑制了烯醇底物的超快激发态分子内质子转移（ESIPT）非辐射衰减过程，首次通过光化学1,5-硼协同迁移机理实现了β-氮杂环叔醇的高效合成。相关成果近日以全文（Article）形式发表于《JACS Au》（JACS Au. 2026, DOI: 10.1021/jacsau.6c00455）。

β-氮杂环酮类骨架是合成含β-氮杂环叔醇活性分子的关键前体，此类叔醇结构广泛存在于抗真菌药 Quilseconazole 及多种白细胞介素-1 受体拮抗剂等临床活性分子中（图1）。然而，以此类β-氮杂环酮为原料直接构建相应叔醇，面临基态与激发态的双重挑战：在基态下，该类化合物因热力学倾向于转变为稳定的烯醇式互变异构体，导致羰基亲电性丧失、反应活性受限；在激发态下，烯醇式的ESIPT非辐射衰减过程极其迅速，导致激发态能量迅速失活，从而无法发生高效的化学转化。

图1 β-氮杂环叔醇合成价值与合成挑战

陈以昀课题组长期致力于可见光促进的激发态四配位硼基元反应探索。团队早期利用硼酸原位活化策略，克服了烷氧自由基的β-断裂副反应，成功实现了烷基硼酸对酮酸羰基的自由基加成（J. Am. Chem. Soc.  2019）；随后，发展了光化学1,3-硼迁移策略，通过硼酸双齿配位模式，逐步在1,3-二酮、α-羰基肟、苯酚亚胺、查尔酮等不同底物体系中，成功实现了四配位硼基团向羰基及亚胺亲电位点的分子内迁移重排（Angew. Chem. , Int. Ed. 2024, Org. Lett, 2024, Nat. Commun. 2024, Org. Lett, 2026）（图2）。

在此基础上，联合团队近期进一步发现，有机硼的光化学迁移并非源于激发态下有机硼酸酯亲核加成性能的增强，而是涉及新颖的σ迁移重排（Sigmatropic rearrangement）机理。据此，团队成功打破了有机硼迁移传统的空间距离与底物电性限制，将其推进至远程1,5-硼迁移体系。该策略利用β-氮杂环烯醇中的氮原子与羟基原位螯合硼酸，组装为刚性四配位硼螯合物作为动力学“锁”，成功锁定了活性构象。光激发后，该体系不仅绕过了占主导的ESIPT失活路径，更通过超快瞬态吸收光谱（TA）与理论计算（DFT）证实的闭壳层协同反应历程，驱动硼上的烷基、烯基及炔基基团向烯醇端位（α位）精准迁移。

该工作成功克服了低亲电性烯醇端位的活化难题，为高价值β-氮杂环叔醇骨架的绿色、高效构建提供了全新的光化学策略。该研究不仅在理论上拓展了激发态有机硼远程重排反应的科学内涵，突破了传统基态有机硼迁移的空间距离与底物电性限制；同时，其表现出的优异化学选择性与温和反应条件，也为含氮杂环复杂活性分子的后期精准修饰及新药研发提供了更具原子经济性的实用工具。

图2 光激发1,5-硼协同迁移至烯醇反应策略

该研究工作由上海有机所博士邹鹏、郑州大学付东民、中国科学院理化技术研究所金继皓、上海有机所博士研究生徐晨旸共同完成（共同第一作者），通讯作者为陈以昀研究员、蓝宇教授与曾毅研究员。上述研究得到了国家自然科学基金重点项目、上海市东方英才计划（领军项目）、中国科学院青促会、以及临港实验室项目的大力支持。

论文链接：Photochemical Synthesis of β‑N-Heterocycle Alcohols via aCoordination-Induced 1,5-Boronate Sigmatropic Rearrangement.JACS Au,2026, DOI: 10.1021/jacsau.6c00455.

Peng Zou,# Dongmin Fu,# Jihao Jin,# Chenyang Xu,# Ruijing Cai, Shi-Jun Li, Yi Zeng,* Yu Lan,* and Yiyun Chen*

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