华大在线讯（通讯员 戢凤琴 朱潇潇）近日，化学学院舒超教授课题组在国际催化领域著名期刊ACS Catalysis发表了题为“Energy Transfer Powered Sultines Synthesis”（DOI: 10.1021/acscatal.3c03367）的研究成果。2021级硕士研究生邓郑曦为论文第一作者，2022级博士研究生朱智铭为共同第一作者，华中师范大学为第一完成单位。该工作被选为期刊封面（Supplementary Cover）。

Sultine是一类极具挑战性的含硫杂环化合物，此类化合物不仅出现在香料，天然产物和生物活性分子中，而且是重要的合成中间体用以合成关键的磺内酯，巯基烷醇，显像剂等，并可应用于在不对称化学中。但是目前Sultine化学并未得到广泛发展，主要原因之一是亚磺酸内酯不易合成，且已报道的合成方法非常局限，至1893年首例亚磺酸内酯报道以来，其主要依赖于含硫试剂的高温重排、脱卤环化、氯气引发的环合反应等合成方法。由于其合成方法非常的欠缺，显著阻碍了此类杂环化合物在有机合成和药物研发中的应用潜力。因此，发展高效、高原子经济性的Sultine的合成新方法具有重要的基础研究意义，经济价值和环保作用。

基于Sultine的重要性，前期舒超课题组开发了自由基极性交叉环化反应为Sultine的合成提供了全新的合成方法(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202300159)，同时，该课题组还发表了题为 “Recent Advances for Cyclic Sulphinic Acid Derivatives (Sultines and Cyclic Sulfinamides) Synthesis” （Chem. Commun. 2023, 59, 6272）和“New Advances in Sultine Chemistry” （Synlett, 2023, doi: 10.1055/a-2080-5069)）的综述文章，系统的总结了亚磺酸内酯近30年的研究进展，并对此领域进行了展望，期望研究人员可以开发更加简洁、高效、环保的催化体系，快速推动亚磺酸内酯（sultine）的发展，并以此为基础进行多样化转化，促进硫系杂环化合物的发展与应用。

近日，舒超教授课题组进一步利用自由基串联反应实现了多环Sultine分子的高非对应选择性合成（Adv. Synth. Catal. 2023, DOI:10.1002/adsc.202300616），该类分子是一类3D类型的骨架结构，该策略是目前为数不多的可以合成多环亚磺酸内酯的途径，具有一定的研究意义。同时，该小组联合林陈晓晓课题组，宋仁杰老师和孙青老师课题组共同开发了一种能量转移赋能的sultine合成新策略，实现了廉价易得的基础化学品烯/炔基醇向高附加值亚磺酸内酯的高效转化(ACS Catalysis, 2023, DOI: 10.1021/acscatal.3c03367）上。本项研究工作是舒超课题组围绕Sultine化学取得的又一项重要研究成果，首次利用能量转移实现Sultine骨架的合成，通过计算揭示了反应选择性的根源，更新了对sultine 的传统认知，前期研究表明此类化合物是一类性能稳定可靠的电解液添加剂，有望应用于新能源材料领域。这也是首次三氟亚磺酸酯作为三氟甲基自由基前体的报道，是三氟亚磺酸钠等氟亚磺酸盐作为自由基前体的有益补充。

该课题组与宁波工程学院林陈晓老师合作，对产物的在电解液添加剂领域的应用进行了尝试。初步研究表明该类杂环是一类性能稳定的电解液添加剂，能够使得电解液与正极形成稳定的固体电解质界面，避免正极材料与电解液之间的直接接触，能有效改善电解液在高电压下的长期循环稳定性，有效减少电解液的分解并降低了电池膨胀，显著提升高电压锂电池的循环寿命和充放电库伦效率。最后，作者通过机理实验并与南昌航空大学宋仁杰老师，孙青老师合作通过机理计算进一步推定了可能的反应机理。实验和计算表明该类反应是光引发能量转移赋能的自由基自由基偶联环化过程。作者利用能量转移赋能Sultine的合成，通过能量转移自由基-自由基偶联策略实现了传统策略无法实现的Sultine构建新方法，并对反应的内在机制进行了探究。同时，研究表明该类化合物是一类有重要实用潜力的高电压电解液添加剂，有一定的实用前景。

该研究得到国家自然科学基金、绿色农药全国重点实验室、武汉市科技局等的资助。

（审读人：郭彦炳 王海）