非活化烷基卤化物因其结构多样、廉价易得而广泛应用于有机合成和药物研发，是重要的有机合成中间体和烷基自由基前体。其活化与转化数十年来一直是合成化学研究的热点与难点。由于其具有较高还原电位(Ered < –2 V vs SCE)，直接从非活化烷基卤化物生成烷基自由基具有相当挑战性。2023年，我们首次报道了电化学阳极氧化简单的烷基胺产生α-胺烷基自由基，在简单、温和和无过渡金属催化的条件实现了一系列结构多样化烯烃的高效电化学卤原子转移烷基化，α-胺烷基自由基作为高效的卤原子转移试剂，活化一系列非活化烷基碘化物产生了多种烷基自由基，相关成果发表在(Nat. Commun. 2023, 14, 6825)。非活化烷基卤化物与芳基/杂芳基偶联体的直接交叉偶联一直是合成化学研究的难点，由于非活化烷基卤化物较低的活性和交叉偶联较多的副反应，发展简单、温和和无过渡金属催化的高效直接交叉偶联仍极具挑战性。现发展的电化学方法多依赖于阴极直接还原或集中在电化学金属Ni催化策略，往往需要牺牲阳极并受限于底物不同的还原电位，因此在简单、温和和无过渡金属催化的电化学条件下高效实现交叉偶联仍是亟待解决的问题。

郑柯课题组基于自己发展的电化学卤原子转移(e-XAT)策略，考虑到成对电解可高效构建C(sp³)–C(sp³)/ C(sp³)键，进一步通过成对电解策略实现了电化学卤原子转移(e-XAT)促进的直接烷基自由基交叉偶联，进而拓展了该(e-XAT)策略并应用于芳基/杂芳基醛或氰化物的交叉偶联。在该体系中，阳极产生的α-胺烷基自由基通过卤原子转移(XAT)活化非活化烷基碘化物生成烷基自由基，同时芳基/杂芳基醛或氰化物在阴极还原，生成相应的羰基自由基离子或氰基自由基负离子，利用成对电解策略，通过高效速率匹配的阳极氧化和阴极还原，在无过渡金属催化、无需牺牲阳极的电化学卤原子转移(e-XAT)条件下，经历自由基-自由基离子交叉偶联，高效、选择性的实现C(sp³)–C(sp³)/C(sp³)键的构建，在简单、温和的电化学成对电解条件下实现了多种结构多样化醇及C(sp³)–C(sp⟡)偶联产物的构筑。该电化学卤原子转移(e-XAT)成对电解新策略条件简单、温和、易于放大，具有良好的官能团耐受性，适用于多种结构多样化的一、二、三级烷基碘化物及芳基/杂芳基醛或氰化物，并在多种天然产物、生物分子及药物的后期修饰中展现出重要应用潜力。

相关研究成果以“Convergent Paired Electrolysis Enables Electrochemical Halogen Atom Transfer-Mediated Alkyl Radical Cross-Coupling”为题发表在Journal of the American Chemical Society，(文章链接：//pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c10472）。文章的第一作者是四川大学2023届博士生孙祥，四川大学郑柯教授是通讯作者，四川大学为第一单位。以上工作都得到国家自然科学基金委、科技部、以及四川大学的经费支持！