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一、【导读】

在有机合成的历史上，构建含有1,2-、1,3-异原子取代片段的多官能碳框一直是有机合成的核心主题。人们已经开发出许多方法来获取这类基团，而这类反应的策略性使用历来都是以极性逆合成分析（2e^-断开）为指导。据报道，这些双电子极性反应类型的变体数以千计，从而构成了逆合成分析逻辑的基石。然而，使用这些方法设复杂分子结构，往往需要考虑立体选择性、区域选择性和化学选择性，同时还要平衡适当的氧化还原状态。因此，人们开发了大量的保护基团、试剂和立体化学标准，还要适当地部署各种反应，需要多年的经验积累。近年来，一种不同的逆合成方法：使用基于自由基的逻辑（1e^-断开）来创建新的C-C键，并在此过程中避免下游官能团/保护基的操作和无关的氧化还原波动。为此，双脱羧交叉偶联（dDCC）是实现这一愿景的有力工具。

二、【成果掠影】

近日，美国斯克里普斯研究Phil S. Baran教授和Yu Kawamata教授提出了一种电催化脱羧交叉偶联方法来合成复杂的有机分子：基于自由基的Ni/Ag电催化α-取代分子羧酸的交叉偶联，从而实现了一种直观和模块化的方法来合成复杂的结构。这种方法的开发为有机化学领域的分子合成提供新的思路和方法。相关的研究成果以“Complex molecule synthesis by electrocatalytic decarboxylative cross-coupling”为题发表在Nature上。

三、【核心创新点】

作者利用Ag添加剂形成活性Ag纳米颗粒涂层电极表面，实现了基于自由基的Ni/Ag电催化交叉偶联反应。这种方法避免了使用保护基和精确反应编排等问题，并且具有高度对映选择性。

四、【数据概览】

图1 通过极性（2e^-）和自由基（1e^-）断开连接进入多官能团碳框架。 ©2023Springer Nature

图2 第二代 dDCC 的开发和范围。 ©2023Springer Nature

图3 通过第二代 dDCC 从根本上简化天然产物合成的示范。 ©2023Springer Nature

图4 通过第二代 dDCC 实现基于各种手性羧酸的天然产物合成。 ©2023Springer Nature

五、【成果启示】

综上所述，作者提出在利用Ag纳米粒子作为添加剂的条件下扩大dDCC的范围，包括α-杂原子取代的羧酸，可以大大简化通过传统极性逆合成分析法制备分子的合成过程。平均而言，基于dDCC的合成仅需要6个步骤就能完成，并且删除了一系列保护基团、氧化还原操作、官能团相互转换、Wittig/Grignard试剂、发火试剂、有毒/不可持续金属、昂贵的手性配体和重氮化合物等附加因素。这种方法可能会推动设计和合成具有定制属性的复杂有机分子，推有机合成领域的发展。

文献链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06677-2

本文由WYH供稿