【哈工大（深圳）宣】（郭林 文/图）日前，哈工大深圳校区前沿学部理学院夏吾炯教授和郭林教授团队在有机电合成研究领域取得重要研究进展。团队研究了一种新型的电化学方法，用于实现缺电子芳烃的去芳构化1,4-氢烷基化和C(sp²)−H烷基化反应，通过对不同电解质和电极材料的有效调控，实现了两种反应之间的选择性切换，具有广泛的底物适用性和高度的化学选择性、区域选择性和立体选择性。成果以“Dearomative syn-1,4-hydroalkylation and C(sp²)−H alkylation of arenes controlled by chemoselective electrolysis”为题发表于《自然·化学》杂志（Nature Chemistry）。

该研究动机主要源于对芳烃去芳香化功能化和C(sp²)−H烷基化反应在合成复杂分子结构中的重要性以及现有方法局限性的深刻认识。去芳香化功能化是一种强大的合成策略，能够将高度稳定的芳香族化合物转化为三维结构，从而构建复杂的分子骨架。然而传统的去芳香化方法，如伯奇（Birch）还原反应，存在反应条件苛刻、选择性差和后处理复杂等问题，限制了其广泛应用。此外，对于电子贫乏的芳香族化合物，现有的C(sp²)−H烷基化方法也存在类似的挑战，通常需要过渡金属催化剂和苛刻的反应条件。

为了解决这些问题，研究团队通过有机电解技术，开发了一种温和、高效且可切换的电化学反应，能够针对电子贫乏的芳香族和杂芳香族化合物进行去芳香化和C(sp²)−H烷基化。该方法利用锌板作为阳极和镉板作为阴极，在N-甲基吡咯烷酮和1,4-二氧六环的混合溶剂中进行，通过改变支持电解质和电极材料，实现了两种反应之间的选择性切换。实验结果表明，该方法具有广泛的底物适用性，包括多种电子贫乏的芳香族化合物和不同类型的烷基溴化物。反应表现出高度的化学选择性、区域选择性和立体选择性，能够以高收率和高选择性得到目标产物。此外，研究还通过密度泛函理论（DFT）计算揭示了反应的机制，进一步验证了该方法的可行性和高效性。这项研究不仅提供了一种新的合成策略，还为有机合成、药物化学和材料科学等领域提供了新的工具和思路，具有重要的应用前景。

该论文的第一作者为哈工大深圳校区2022级博士研究生万超，通讯作者为深圳校区夏吾炯教授、郭林教授（实验部分）和宁波东方理工大学朱宸副教授（理论计算部分），深圳校区是该论文第一完成单位和通讯单位。此外，深圳校区理学院杨超教授和沙特阿卜杜拉国王科技大学Magnus Rueping教授也参与了该项目的研究。该工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市基础研究等项目的支持。（编辑 谢梁晖 审核 张惠屏 陈南坤）

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-025-02001-9

图1. 芳烃去芳构化1,4-氢烷基化与C(sp²)−H烷基化反应的灵感来源与设计思路