吡啶及其衍生物在药物、农用化学品、生物活性分子中有着广泛应用。在吡啶的功能化研究中，邻位和对位的官能化相对丰富，但其间位的官能化仍是颇具挑战性的目标。传统方法通常需要过渡金属催化，反应条件苛刻，底物范围受限，限制了其在药物研发中的应用。
近日，我院付海燕/陈华教授团队通过吡啶开环、官能化和关环的反应顺序，经N-2,4-二硝基苯（DNP）Zincke亚胺中间体，首次在温和条件下以高选择性实现了吡啶C3-H键的芳基硫化、三氟甲硫化、烷基硫化、硫氰化、硒化反应以及氟化反应。通过自由基抑制和捕获实验、DFT理论计算，证明芳基硫化、三氟甲硫化、烷基硫化、硫氰化、硒化反应是通过自由基加成-消除路径进行的，而氟化反应则通过双电子亲电取代路径进行。该策略拓宽了吡啶C3-H键的官能化模式，为构建多样化的吡啶衍生物库提供了一条高效且实用的途径，对推动药物化学和功能材料领域的发展具有重要意义。
该研究以“C3 Selective chalcogenation and fluorination of pyridine using classic Zincke imine intermediates”为题发表在Nature Communications。 四川大学为第一单位，付海燕教授和陈华教授为本文共同通讯作者，博士生李顺同学为第一作者，理论计算部分由苏志珊教授团队完成。该研究得到了国家自然科学基金委、四川省科技厅的经费支持。四川大学分析测试中心的张春春老师，以及四川大学化学学院的邓冬艳、李静和阳萌老师分别进行了核磁共振、高分辨率质谱测量和X射线结构测定。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51452-0
