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（圖片來源：Nat. Chem.）

眾所周知，臭氧(O₃)可以吸收平流層中的有害紫外線，是人類目前已知最強(qiáng)的氧化劑之一。目前，O₃已在工業(yè)中得到了廣泛的使用，包括合成活性藥物以及作為消毒劑和除臭劑來使用。在有機(jī)化學(xué)中，O₃主要應(yīng)用于臭氧分解反應(yīng)，其可以有效的將石油原料中的烯烴轉(zhuǎn)化為生物相關(guān)的羰基化合物及其前體（Fig. 1a）。由Schreiber等人發(fā)展的在C-C鍵裂解后使用添加劑的策略擴(kuò)展了臭氧分解反應(yīng)的應(yīng)用范圍，可以高效實(shí)現(xiàn)縮醛、酯類等化合物的合成（Fig. 1b）。雖然烯烴中的C-C鍵斷裂是臭氧分解中較為常見的反應(yīng)過程，且已得到了證實(shí)。但通過化學(xué)鍵的構(gòu)建來提高分子的復(fù)雜性是現(xiàn)代合成的目標(biāo)。在此背景下，利用O₃作為反應(yīng)試劑，在實(shí)現(xiàn)烯烴中的每個碳氧化而不發(fā)生C-C斷裂的反應(yīng)過程則更有意義，因?yàn)樗鼉H使用臭氧和電即可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的氧化過程（Fig. 1c）。而烯烴在經(jīng)歷臭氧化后得到的POZ中間體，則為探索在不發(fā)生C-C裂解的條件下實(shí)現(xiàn)C-O鍵的形成提供了可能性。最近，美國德州農(nóng)工大學(xué)Andy A. Thomas發(fā)展了安全、綠色的烯烴順式雙羥基化反應(yīng)，其使用烯烴與O₃形成的POZ中間體被親核試劑捕獲從而得到雙羥化產(chǎn)物。此外，作者證實(shí)了此方法在使用連續(xù)流反應(yīng)器時可以消除過氧化物的積累并可以應(yīng)用到藥學(xué)相關(guān)小分子的合成中（Fig. 1d）。下載化學(xué)加APP到你手機(jī)，更加方便，更多收獲。

（圖片來源：Nat. Chem.）

作者首先對POZs中間體的反應(yīng)活性進(jìn)行了探索（Fig. 2）。作者分別利用反式烯烴（反-4-辛烯）、端烯（1-辛烯）以及順式烯烴（順-4-辛烯）在CF₂Cl₂中，低溫下的臭氧化得到了POZs 1-3，并利用低溫核磁（-130 ^oC）對其進(jìn)行監(jiān)測（Fig. 2a）。此外，作者將溫度升至-80 ^oC對POZs 1-3的以及動力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行考察，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出POZs在合成有用溫度下的壽命是有限的（Fig. 2b）。

（圖片來源：Nat. Chem.）

在對POZs的熱穩(wěn)定性有了更好的了解后，作者對它們的化學(xué)反應(yīng)性進(jìn)行了考察（Table 1）。作者設(shè)想POZs是否會在C-C裂解前被親核試劑在O-O鍵處捕獲。當(dāng)使用烯烴 (0.50 mmol, 1.0 equiv.) 溶解在乙醚(5 ml) 中 ，冷卻至-116 °C 與O₃反應(yīng)，隨后加入i-PrMgBr(2.50 mmol, 5.0 equiv.)，并用水淬滅可以以中等至良好的產(chǎn)率（31-83%）得到相應(yīng)的雙羥化產(chǎn)物。此轉(zhuǎn)化對反式烯烴（3-6）、順式烯烴（7-11）以及端烯（12-16）均可兼容。值得注意的是，對于藥物相關(guān)的乙二醇類化合物，如祛痰藥愈創(chuàng)甘油醚(Guaifenesin) 1和治療多發(fā)性硬化癥藥物Ponesimod前體2均可利用此策略實(shí)現(xiàn)合成，產(chǎn)率分別為65%和63%。

（圖片來源：Nat. Chem.）

雖然臭氧分解廣泛適用于醛、酮、酯、縮醛和乙二醇的合成，但除非該反應(yīng)能夠在流動化學(xué)中實(shí)現(xiàn)，否則實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模合成是較為困難的。流動化學(xué)通常是在高溫下來實(shí)現(xiàn)活性中間體的轉(zhuǎn)化，因此作者設(shè)想是否可以通過設(shè)計一個連續(xù)流反應(yīng)器在-78 ^oC來捕獲的POZs，從而有效的消除過氧化物的積累。此外，通過精確控制溶液的停留時間則還可以避免在連續(xù)流動中形成過氧化物。作者首先制備了O₃的乙醚溶液，以便控制O₃劑量。這樣可以在均相溶液中形成POZs，隨后被i-PrMgBr捕獲（Fig. 3a）。隨后，作者選擇Guaifenesin 1作為模板化合物進(jìn)行嘗試?；谏鲜鰴C(jī)理分析，作者對流動反應(yīng)器的反應(yīng)條件通過少量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了快速優(yōu)化，在1.54 g h^?1下以65%的產(chǎn)率得到了Guaifenesin 1。此外，在1.7 g h^?1下可以以51%的產(chǎn)率得到2（Fig. 3b）。值得注意的是，順式環(huán)辛烯可以利用作者發(fā)展的流動化學(xué)策略以63%的產(chǎn)率得到9（1.3 g h^?1）。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明POZs可以作為有效的合成前體來實(shí)現(xiàn)C-O鍵的構(gòu)建。

（圖片來源：Nat. Chem.）

美國德州農(nóng)工大學(xué)Andy A. Thomas課題組報道了利用高活性的POZs作為中間體，安全、綠色的實(shí)現(xiàn)了烯烴的順式雙羥基化反應(yīng)。雖然O₃和格氏試劑在合成中均被認(rèn)為是苛刻的反應(yīng)試劑，但在此體系中連有不同親核性以及親電性官能團(tuán)的烯烴底物均可兼容，證明了此轉(zhuǎn)化的實(shí)用性。更重要的是，作者利用此方法在連續(xù)流反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了一系列藥學(xué)相關(guān)小分子的合成，從而可以有效消除過氧化物的積累。