
上海有機(jī)所在非活化烯烴雙碳官能團(tuán)化反應(yīng)方面取得進(jìn)展
過渡金屬催化烯烴的雙碳官能團(tuán)化可以同時(shí)在烷基鏈上引入兩個(gè)片段,是快速構(gòu)筑復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有效手段之一。早期的研究主要集中于活化烯烴(包括環(huán)狀烯烴和極性烯烴等),相比于活化烯烴,針對(duì)非活化烯烴的雙碳官能團(tuán)化手段較為局限,通常需要在烯烴烷基鏈上引入額外的導(dǎo)向基(例如8-氨基喹啉等),通過形成穩(wěn)定的環(huán)金屬物種中間體促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。然而,導(dǎo)向基的引入和脫除極大地降低了目標(biāo)分子的合成效率,限制了這些方法的應(yīng)用潛力。一個(gè)重要的發(fā)展方向是利用底物上的官能團(tuán)(包括酰胺、羧酸、醛/酮、胺、醇等)作為導(dǎo)向基實(shí)現(xiàn)烯烴的雙碳官能團(tuán)化,然而,通過這些官能團(tuán)的導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)的非活化烯烴的雙碳化反應(yīng)報(bào)道甚少。其主要原因是這些官能團(tuán)的導(dǎo)向性較弱,導(dǎo)致烯烴對(duì)于碳-金屬物種遷移插入的效率較低。在這些弱配位的原生官能團(tuán)中,醇羥基是天然產(chǎn)物和市售藥物分子中最常見的官能團(tuán),具有比酰胺和胺更弱的配位性。此外,醇也具有中等水平碳氧化態(tài),是最重要的有機(jī)合成中間體之一。因此,開發(fā)基于烯基醇底物的烯烴雙碳官能團(tuán)化反應(yīng)極其挑戰(zhàn),盡管其研究可以為醇類衍生物的合成提供新的手段,并豐富有機(jī)合成化學(xué)的工具庫(kù)。
中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所王鵬課題組成立以來一直致力于烯烴轉(zhuǎn)化和有機(jī)硅化學(xué)方向的研究,發(fā)展基于含硅螺環(huán)大“咬合角”催化劑并利用配體“咬合角”調(diào)控策略實(shí)現(xiàn)了過渡金屬催化烯烴不對(duì)稱轉(zhuǎn)化 (Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 8937; 2022, 61, e202113052; 2022, 61, e202205382; 2023, 62, e202216878; 2024, 63, e202404732; 2024, 63, e202402612; Chem 2023, 9, 3461; 2023, 9, 1452; Org. Lett. 2023, 25, 3859; 2024, 26, 7436.);同時(shí)開發(fā)陰離子型配體調(diào)控金屬中心電性,通過發(fā)展一系列β-二酮配體成功實(shí)現(xiàn)了內(nèi)烯烴與非活化烯烴的碳官能團(tuán)化反應(yīng) (Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 20399; 2023, 62, e202304573; 2024, 63, e202313336; Nat. Commun. 2022, 13, 6878; 2022, 13, 5059; 2024, 15, 10333; Org. Lett. 2024, 26, 3691; Org. Lett. 2024, 26, 8171; J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 69.)。在前期的研究中,他們發(fā)現(xiàn)利用大位阻β-二酮配體可以實(shí)現(xiàn)原生官能團(tuán)例如酰胺、胺基、醇導(dǎo)向的芳氧化反應(yīng) (Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202304573)。在此基礎(chǔ)上,他們進(jìn)一步使用烯基醇作為底物,烷基鹵代物作為親電試劑,通過弱配位的醇導(dǎo)向成功實(shí)現(xiàn)了烯烴的1, 2-雙碳官能團(tuán)化反應(yīng) (Chem Catal.2025, 5, 101261.)。
王鵬課題組利用大位阻β-二酮配體(Amacac)實(shí)現(xiàn)了烯基醇的雙碳化反應(yīng),該反應(yīng)條件溫、底物兼容性廣且區(qū)域選擇性優(yōu)異。作者也通過單晶揭示了醇羥基的配位模式。此外,豐富的產(chǎn)物衍生化以及合成應(yīng)用充分展示了該方法學(xué)的應(yīng)用潛力。

圖 1 鎳催化烯基醇的雙碳官能團(tuán)化反應(yīng)
本工作得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院和上海市科委以及上海有機(jī)所金屬有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力資助。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667109324004706
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