光诱导钴肟催化无氧化剂自由基环化构建磷酸化硫色酮的创新策略及其配体应用

本研究通过光诱导钴肟催化实现了2-甲基硫代苯基炔酮与仲膦氧化物的无氧化剂自由基膦酰化/环化反应，成功合成系列磷酸化硫色酮衍生物。该策略突破传统化学氧化的底物限制，实现甲烷原位释放的高效转化，并应用于新型单膦/膦-烯烃配体及铱配合物的构建，为功能性分子开发提供新思路。

　　

在有机合成化学领域，开发高效、绿色的自由基环化策略始终是研究热点。传统硫色酮衍生物的合成常需强氧化剂参与，导致底物兼容性差、官能团耐受性低等问题。尤其对于含敏感基团的2-甲基硫代苯基炔酮底物，现有方法难以实现选择性转化。此外，磷酸化杂环化合物作为重要的药效团和配体骨架，其模块化构建仍存在挑战。

针对这些关键问题，河南先进技术研究院分子催化与合成研究所的Mengxu Zhong、Fangyu Bian、Miao-Miao Li和Wei Ding研究团队在《The Journal of Organic Chemistry》发表创新成果。他们设计出光诱导钴肟（cobaloxime）催化体系，首次实现无氧化剂条件下2-甲基硫代苯基炔酮与仲膦氧化物（SPOs）的自由基串联反应。该工作不仅拓展了硫色酮骨架的绿色合成路径，更为功能性膦配体的开发提供新平台。

研究采用可见光驱动钴肟催化（photoinduced cobaloxime catalysis）为核心策略，结合紫外-可见光谱（UV-vis）和电子顺磁共振（EPR）等机理研究手段。通过底物范围考察发现，含酯基、氰基等敏感基团的炔酮均能以62-89%收率转化为3-磷酸化硫色酮，并伴随甲烷气体释放。关键中间体捕获实验证实钴肟催化剂通过单电子转移（SET）活化SPOs生成膦中心自由基，进而引发炔酮的6-endo-dig环化。

研究结果部分显示：1）条件优化确定最优体系为Co(dmgH)₂PyCl催化剂、蓝光LED照射、DMSO溶剂；2）底物拓展涵盖24个实例，包括萘环、杂环等衍生化产物；3）衍生应用成功构建含P(O)Ph₂和PPh₂官能团的单膦配体，以及具有螯合能力的膦-烯烃混合配体；4）机理实验观测到钴(III)-氢中间体特征信号，提出自由基-极性交叉（radical-polar crossover）的反应路径。

该研究的突破性在于：首次将钴肟光催化应用于硫色酮骨架构建，通过氢原子转移（HAT）实现甲烷温和脱除；开发的"一锅法"策略可高效引入具有配位能力的磷中心，为金属有机催化剂设计提供新模块。所合成的Ir(I)配合物在初步催化测试中展现出独特活性，证实该方法在功能分子开发中的实用价值。这项工作为绿色合成含磷杂环化合物建立了普适性平台，同时为光诱导金属催化在复杂骨架构建中的应用提供了重要范例。