华中师范大学朱翠菊课题组：2-噁唑烷酮的电化学还原发散性水解与加氢反应

背景：2-噁唑烷酮是重要的五元杂环化合物，常用于不对称合成和药物分子中。传统的开环转化方法依赖贵金属催化剂、高压氢气或化学计量的强还原剂/强碱，成本高昂且存在安全隐患，不符合绿色化学理念。研究目的：华中师范大学朱翠菊课题组与三峡大学何劲宇合作，旨在开发一种温和、可控、环境友好的新方法，实现2-噁唑烷酮的高效开环转化，制备高附加值的胺类和氨基醇类化合物。结论：该研究发展了一种电还原驱动的发散性开环策略。通过在一锅体系中简单调控水含量，即可实现高化学选择性的C–N键裂解，分别生成二级胺（氢化产物）或手性氨基醇（水解产物）。该方法以石墨毡为电极、nBu₄NClO₄为电解质，在恒流电解条件下进行，避免了贵金属和高压氢气的使用，且手性可完全保持（>99% ee）。该方法兼容多种底物，并可放大至克级规模。质子交换膜分隔下的阳极反应液可重复使用至少5次，展现了优异的可持续性。机理研究表明，氢化路径涉及单电子转移生成的碳自由基中间体，而水解路径则通过阴极还原生成碱促进亲核开环，反应路径的选择性可通过水含量精准调控。