第一作者：冯兆宇，孙笑
通讯作者：王洪玉，唐波
通讯单位：中国海洋大学，崂山国家实验室
论文DOI： 10.1021/acscatal.5c05814
本研究提出了一种镍/光共催化的亚砜亚胺N-芳基化新策略：通过氧化还原活性的芳基噻蒽盐实现C−N键的高效构建。该策略不仅适用于多种亚砜亚胺底物，还可拓展至磺酰胺及亚胺类化合物，能够实现药物分子的后期官能团化，并直接获得游离苯胺类产物。
本文的研究出发点在于解决富电子芳烃难以高效、高选择性实现N-磺酰亚胺化的长期挑战。其核心亮点是开发了一种镍/光协同催化新策略，利用氧化还原活性的芳基噻蒽盐作为芳基化试剂，实现了亚砜亚胺、磺酰胺乃至亚胺的N-芳基化。该方法条件温和、底物适用范围广、官能团耐受性优异，成功应用于多种药物分子和农用化学品的后期官能团化，并揭示了其通过光诱导LMCT过程生成Ni(0) 继而引发自由基偶联的反应机制，为构建N-芳基结构单元提供了强大而通用的工具。
图二展示了镍/光协同催化条件下，芳基硫鎓盐与亚砜亚胺交叉偶联反应的条件优化过程。初始尝试使用NiCl₂·6H₂O在蓝光照射下未能得到产物（条件A）。随后，引入有机碱BTMG或奎宁环后，反应分别获得20%和18%的产率（条件B和C），表明碱的加入对反应至关重要。进一步优化发现，同时使用BTMG和Cy₂NMe可显著提升反应效率，使产物3a的分离产率达到90%（条件D）。对照实验证实，镍催化剂和光照均为反应必需条件，缺一不可；省略BTMG或Cy₂NMe分别导致产率大幅下降至19%和36%，说明二者在促进C–N键形成中发挥关键作用。
图三展示了镍/光协同催化下亚砜亚胺与芳基噻蒽盐的N-芳基化反应的广泛底物适用范围。该反应对多种亚砜亚胺结构（包括苯环上带有给电子或吸电子基团、稠环、杂环及烷基取代）均表现出良好的兼容性，产率在38%至95%之间。芳基噻蒽盐方面，无论是富电子、多取代还是含有极性官能团（如羟基、酰胺）的底物，均能高效偶联。此外，该方法成功应用于多种药物分子（如Celebrex、吡丙醚等）的后期功能化，凸显其在药物化学和农药分子修饰中的实用价值。
图四展示了该镍/光协同催化方法在磺酰胺和亚胺底物上的扩展应用。多种取代的苯磺酰胺（含甲基、卤素、酰胺等基团）与芳基噻蒽盐顺利反应，以65–80%的收率得到N-芳基化产物（5a–5g），杂环和稠环底物也表现良好。此外，该方法成功用于药物分子（如Celebrex）的后期修饰（5j，68%收率）。亚胺底物同样适用，可实现芳胺的高效合成，例如吡丙醚衍生物经两步反应得到游离胺7j（总收率35%），凸显了该策略在构建C–N键及药物分子修饰中的广泛适用性。
图五通过一系列机理实验揭示了镍/光协同催化反应的自由基路径。控制实验表明，光照和镍催化剂均不可或缺；使用Ni(cod)₂可高效催化反应，而加入FeCp₂PF₆抑制反应，提示Ni(0)为活性物种。TEMPO淬灭实验检测到自由基加合物，支持自由基机制。UV/vis光谱排除了EDA复合物的形成。Hammett分析显示取代基对反应速率影响较小（ρ = 0.644），表明氧化加成步骤对电子效应不敏感。最终提出反应经历Ni(II)的光还原生成Ni(0)，经SET产生芳基自由基，随后在BTMG促进下完成C–N偶联，并通过光促能量转移促进还原消除。
本文开发了一种镍/光协同催化策略，实现了电子富集芳烃与亚砜亚胺、磺酰胺及亚胺的高效、位点选择性N-芳基化反应。该方法利用氧化还原活性的芳基噻蒽盐作为芳基源，在温和的可见光照射条件下，通过镍催化循环实现了C–N键的构建。机理研究表明，反应经历了一个由光诱导的配体-金属电荷转移过程，将Ni(II)还原为Ni(0)，进而通过自由基途径促进偶联反应。该方法具有优异的底物普适性和官能团兼容性，适用于药物分子的后期功能化，为芳胺类化合物的合成提供了强有力的工具。
文献信息：Zhaoyu Feng,∥ Xiao Sun,∥ Xiangyu Zhuang, Hao Li,Bo Tang,* and Hongyu Wang* Nickel/Light-Driven Catalysis Enables Site-Selective Sulfoximination of Electron-Rich Arenes, ACS Catal., 2025, 15, 17015−17023.
