02.02 福建物構所鈀催化鄰溴苯甲醛與芳基重氮酸酯的成環反應研究新進展

導讀


近日,福建物構所中科院煤制乙二醇及相關技術重點實驗室黃學良研究員課題組發展了一種構築環金屬中間體的新策略,相關研究成果發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 319 – 323 ( DOI: 10.1002/anie.201710317,該文章獻給我國著名的結構和無機化學家吳新濤院士80歲生日)。

福建物構所鈀催化鄰溴苯甲醛與芳基重氮酸酯的成環反應研究新進展

過渡金屬催化的碳氫官能化反應

過渡金屬催化的碳氫官能化反應,由於其反應高效和原子經濟性構築各類有機功能分子,而成為當前有機化學的研究熱點。經典的碳氫官能化反應的途徑是過渡金屬在導向基團或碳滷鍵存在下,首先對碳氫鍵進行活化,形成相對穩定的環金屬中間體,進而再發生官能化反應得到目標產物。對於簡單底物,受到環張力的影響無法形成環金屬中間體,不適用於經典的碳氫官能化反應。針對該類型底物,發展一種新的反應策略是非常必要的。

在國家自然科學基金青年項目、福建省自然科學基金、中科院百人計劃、中科院先導專項的資助下,福建物構所中科院煤制乙二醇及相關技術重點實驗室黃學良研究員課題組發展了一種構築環金屬中間體的新策略。

福建物構所鈀催化鄰溴苯甲醛與芳基重氮酸酯的成環反應研究新進展

新方法合成異香豆素

選用簡單的鄰溴苯甲醛為底物,首先零價鈀對其氧化加成,受環張力的影響無法碳氫活化形成四元環鈀中間體,當重氮化合物存在時,優先生成鈀卡賓,再遷移插入,這時,鈀金屬中心與醛基發生碳鈀化反應,生成相對穩定的五元環鈀中間體,或七元環鈀中間體,再經過還原消除生成目標產物。在機理方面,黃學良研究員課題組與結構化學國家重點實驗室李春森研究員課題組合作,進行了詳細的理論計算研究,認為生成七元環鈀中間體的反應途徑更為合理。

福建物構所鈀催化鄰溴苯甲醛與芳基重氮酸酯的成環反應研究新進展

反應中間體分子模型

該反應底物簡單易得,反應條件溫和、反應高效,具有較好的原子經濟性,為異香豆素及其衍生物的合成提供了一條簡潔高效的方法,同時,這一構築環金屬中間體的新策略有望用於更多一般化的簡單化合物的官能團化研究。

福建物構所鈀催化鄰溴苯甲醛與芳基重氮酸酯的成環反應研究新進展

該文章的第一作者是黃學良課題組的助理研究員俞穎華,理論計算工作由李春森課題組的盧倩倩博士完成。相關研究成果已發表在

Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 319 – 323 ( DOI: 10.1002/anie.201710317,該文章獻給我國著名的結構和無機化學家吳新濤院士80歲生日)。

文章鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201710317/full


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