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导语
环境保护已经是当下全社会关注的核心问题，而雾霾和酸雨的治理是我国目前坚持可持续发展战略所要面对的重大挑战之一。雾霾和酸雨的主要成因之一是二氧化硫的过量排放。二氧化硫的直接应用价值有限，而雕白粉是一种重要的二氧化硫下游产品，价格低廉（约 1.2 万元/吨），因此开发利用二氧化硫下游化工产品雕白粉的附加价值将是解决二氧化硫污染物排放问题的重要手段和途径。
当下雕白粉在工业生产中的应用较为广泛，例如：雕白粉可以作为拔染剂用于印染工业，还可以用于合成橡胶、制糖以及乙烯化合物的聚合反应等，但是其在有机合成中的应用则相对较少。华中师范大学吴安心教授课题组自2015年以来一直致力于多功能试剂雕白粉的多样性转化研究（Org. Lett.2016, 18, 524−527; Chem. Commun.2018, 54, 7641−7644; Org. Biomol. Chem.,2019,17, 1535−1541; Org. Lett.2019, 21, 8934−8937; Chem. Commun.,2020, 56, 13653−13656; Org. Lett.2022, 24, 223−227; Org. Lett.2022, 24, 7659−7664; Org. Lett.2023, 25, 2294-2299.）。近日，该课题组综述了雕白粉在有机合成中的最新进展，从其作为砜源、C1源、掩蔽质子源以及单电子供体或还原剂等主要功能出发，系统地对这些新反应进行了归纳，并主要展示了相应的反应机理。相关成果发表于Chinese Journal of Chemistry（DOI: 10.1002/cjoc.202300342）。
前沿科研成果
砜类化合物广泛存在于农药、医药、材料等领域，也是合成许多天然产物的关键中间体，因此，将砜碎片有效地安装到有机分子中引起了化学家们广泛的兴趣。砜一般通过硫醚或者亚砜与强氧化剂反应得到，因而官能团兼容性相对较差，而且往往需要用到恶臭的硫化物。在过去的几年，通过插入二氧化硫的策略进行砜的合成得到快速发展，但这类方法仍然面临着有毒气体和操作不便等困扰。因此，近年来，一些在反应中能释放二氧化硫的替代品如DABSO、焦亚硫酸盐、雕白粉等被开发出来并且广泛地用于有机合成。该综述展示了雕白粉在各种条件，例如铁、钯、铜以及光催化剂催化下参与构建砜类化合物的有机反应，实现了coumarin 120、pyriproxyfen、(±)-famoxadone、estrone等各种生物活性分子的后修饰。很多反应在室温下即可进行，反应条件较为温和，表明雕白粉可以作为一种有效的砜源兼容于多种有机反应。
CO、CO2、CH3OH、CH4等物质的利用是C1化学的研究内容之一，发展C1化学可以缓解日趋枯竭的石油资源危机。雕白粉同样可以作为C1合成砌块参与分子骨架的构建。作者列举了近年来的相关反应及机理，一系列的杂环化合物如呋喃、色酮、吡啶、喹啉可以在雕白粉参与下形成。从机理来说雕白粉往往是通过原位形成的甲醛来实现其作为C1合成子的功能的，从而避免了有毒甲醛气体的使用。
除了参与有机骨架的构建，雕白粉还可以充当单电子供体或还原剂。例如，芳基重氮盐与雕白粉相互作用并失去N2生成活泼的芳基自由基。芳基卤可以捕获来自雕白粉的电子并离去卤素阴离子生成芳基自由基。氧族元素O、S、Se、Te的单质可以在雕白粉的还原作用下形成其阴离子参与反应。雕白粉也可以向某些分子碎片中的特定位点提供电子或直接还原某些分子整体。雕白粉丰富而有效的还原性及其不失温和的反应条件使其成为还原反应中值得考虑的候选试剂。
雕白粉的特殊结构和多重性质在其他一些反应中也得到了体现。例如雕白粉可以同时作为砜源和C1合成子，或者作为掩蔽的质子源进行反应。总而言之，作为一种二氧化硫下游化工产品，雕白粉可以在有机转化中发挥多种功能。由于其具备C1单元以及二氧化硫阴离子的特殊结构，因而可能避免向反应中直接添加有毒的甲醛或二氧化硫气体的操作过程。作者希望通过该综述展现雕白粉在有机合成领域的最新进展，为C1化学以及二氧化硫化学等相关领域的研究提供帮助。
该工作以“Rongalite as a Versatile Reagent in Organic Synthesis”为题发表在Chinese Journal of Chemistry（DOI: 10.1002/cjoc.202300342）上。论文第一作者为2021级硕士研究生汪怀昱和2020级博士研究生陈翔龙，通讯作者为华中师范大学吴彦东老师和吴安心教授。该工作得到了国家自然科学基金（21971080, 21971079, 21772051）的大力资助。
课题组简介
左起：汪怀昱，陈翔龙，吴彦东，吴安心
吴安心，华中师范大学教授，博士生导师，国务院政府特殊津贴专家，湖北省有突出贡献中青年专家，武汉市优秀科技工作者。1985年于兰州大学化学系获得学士学位。1988年于中国科学院兰州化学物理研究所获理学硕士。1988年至1994年，在兰州大学医学院药学系任教。1997年于兰州大学获得理学博士学位，师从潘鑫复教授。1997年09月至2001年03月，在香港科技大学化学系从事博士后研究，师从戴伟民教授。2001年04月至2003年07月，在美国马里兰大学化学与生物化学系从事博士后研究，师从Lyle Isaacs教授。2003年07月至今于华中师范大学工作。目前的研究兴趣主要聚焦于反应网络的构建、杂环化合物的高效绿色合成和雕白粉化学。相继主持国家自然科学基金重点及面上项目十余项。
邀稿
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