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近日，Nature Communications（《自然·通訊》） 報道了我院院長郭凱教授團隊與杭州師范大學邵欣欣課題組的科研工作“Transition-metal free C-N bond formation from alkyl Iodides and diazonium salts via halogen-atom transfer”。

圖1 非金屬催化鹵原子轉移策略實現一級、二級、三級烷基碘代物的胺化反應

C-N鍵的形成反應可用于制備多種胺及其衍生物、有生物或藥用活性的含N雜環、以及關鍵醫藥中間體。而通過二級和三級鹵代烷烴的氨解反應制備胺類產物一直是一個難題，因為具有位阻效應的鹵代烷烴更容易發生消除反應而產生烯烴副產物。

微流場技術通過微尺度效應獲得極大的比表面積，反應的傳質傳熱有較大提升，反應速度提高2~3個數量級。同時，區別于傳統釜式反應的高混返，微流場技術具有連續流動的特征進而提升反應的選擇性有效抑制副反應。科研團隊在非金屬催化下，耦合微流場技術和鹵原子轉移策略實現了具有挑戰的二級甚至三級鹵代烷烴的C(sp3)-N鍵的構建。克服了位阻鹵代物氨解反應原料易發生消除反應的難題。反應條件簡單溫和、官能團普適性廣、反應速度快易于規模化放大。該鹵代烴C(sp3)-N鍵構建方法可用于復雜活性分子的合成后期直接胺化修飾，所得產物可用于Fischer吲哚合成，也可用于改善睡眠質量的內源性自由基清除劑—褪黑素（Melatonin）的制備。

郭凱教授團隊以微流場技術的應用推廣和生物基材料為研究主線，經過長期科研攻關取得了系列基礎研究成果和部分成果產業化。