来源:中国科学院福建物质结构研究所 发布时间:2022/12/26 16:56:59
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中科院福建物构所廉价过渡金属催化炔-烯丙基取代反应取得新进展

 

过渡金属催化的烯丙基取代是一类重要的合成策略。贵金属Ir、Pd、Rh等催化的稳定化亲核试剂参与的烯丙基取代反应吸引了诸多知名课题组的研究,比如Erick Carreira、游书力、J. F. Hartwig、张万斌、王春江等(图1a)。相对的,廉价金属比如Cu催化的烯丙基取代反应可以实现非稳定化亲核试剂比如格试剂、锌试剂、锂试剂等的转化,从而吸引了比如Feringa、Hoveyda等课题组的广泛关注(图1b)。但非稳定化亲核试剂的缺点是活性很高、官能团兼容性很差。所以这一领域发展至今尚未解决的难点就是使用廉价金属比如Cu催化实现稳定化亲核试剂的烯丙基取代反应。

图1. 过渡金属催化的烯丙基取代反应概述

为解决上述挑战,福建物质结构研究所房新强课题组提出可以通过铜催化的yne-allylic substitution实现稳定型亲核试剂参与的烯丙基取代,得到具有丰富转化性质的烯炔类分子产物。在这一指导思想下,该课题组成功实现了廉价金属Cu催化的多类稳定型亲核试剂比如吲哚、吡咯、胺、1,3-二羰基分子等的yne-allylic substitution(图2),并对反应的各种规律进行了归纳和分析(图3),从而系统性构建了此反应的研究框架,为后续工作奠定了基础。

图2. 铜催化的yne-allylic substitution

图3. 反应机理

本工作于近期发表于ACS Catal. 2022, 12, 6840?6850,博士生牛盛童是论文的第一作者,房新强研究员为通讯作者。这一工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、科院先导项目的支持。

此工作发表后,上海有机所林国强院士和何智涛研究员团队将其中的胺作为亲核试剂进攻部分进行了深入研究,实现了不对称反应,并详细探索了反应机理,其工作发表于Nature Synthesis 2022, 10.1038/s44160-022-00176-4。紧接着,华中师范大学徐浩教授课题组实先了此工作中1,3-二羰基作为亲核试剂进攻的不对称版本,并进行了详细的机理研究,其工作发表于J. Am. Chem. Soc. 2022, 10.1021/jacs.2c09572。这一系列后续工作的发表说明一个新的研究领域正在建立起来。更多后续工作还在进一步进行中。

论文信息:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c00911

Copper-Catalyzed Yne-Allylic Substitutions Using Stabilized Nucleophiles, Shengtong Niu, Yingkun Luo, Chao Xu, Jinggong Liu, Shuang Yang, Xinqiang Fang,* ACS Catal. 2022, 12, 6840–6850.

国内其他课题组后续报道:

https://www.nature.com/articles/s44160-022-00176-4

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c09572

 
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