湖北大学刘悦进团队: 高选择性模块化简洁合成复杂高价值多功能萘

学术   科学   2025-02-01 11:05   北京  

研究背景

萘及其衍生物广泛存在于天然产物和功能材料中。它们也在配体 (BINAP) 以及药物(如商业药物萘普生)中发挥重要作用。传统的取代萘衍生物的制备是通过复杂的多步合成底物的分子间或分子内成环反应来实现的。相比之下,近年来,C-H 活化技术已成为后期功能化的一种日益可行的替代方法,避免了使用复杂的起始材料。在这种背景下,萘的 C-H 官能化取得了显著的发展,但目前的方法仍然仅限于两组分偶联反应。

烯烃的多组分反应 (MCRs) 反应是从简单原料构建复杂分子的最重要的有机反应之一。金属、光或者电引发的烯烃与不同偶联剂的多组分反应研究取得了显著进展。在这些反应中,其中两种组分通常需要预先官能化,以使反应成功并控制选择性。烯烃通过 C-H 活化与未官能化的底物偶联的多组分反应是一种更有吸引力的有效合成复杂分子的策略。虽然已经报道了一些使用未官能化芳族化合物的优秀工作,但是开发萘环的选择性 C-H 多组分反应仍然是一个重大挑战。
  • Figure 1. 研究背景及本文研究内容

研究内容

近日,湖北大学刘悦进副教授带领研究团队报道了钌催化的萘环远程 C5-H 键与烯烃和烷基溴化物的三组分反应,成功实现 1,5-二取代萘膦化合物的快速多样性构建。

该工作克服了有利的双组分反应,为高化学选择性和位置选择性地获得复杂和有价值的多官能萘化合物提供了模块化和简洁的策略。该方法具有底物范围广、官能团耐受性好、反应条件温和、通用性强的特点。并且多功能化的产物不仅可以作为铃木-宫浦偶联反应的高效配体,还可以进一步转化为含氟萘并六环酮和含氟六环分子内酯。此外,通过一系列含多种天然产物和药物的复杂产物的合成,证明了该方法的合成价值,有助于含萘新药的研究和发现。机理研究揭示,C5-H 键活化是三组分自由基串联萘基 C5 官能化的速率决定步骤。

该成果以 “Three-component tandem remote C-H functionalization of naphthalenes by ruthenium catalysis: Modular and concise synthesis of multifunctional naphthalenes”(《钌催化萘的三组分串联远程 C-H 官能化:多功能萘的模块化简洁合成》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。

论文信息

  • Three-component tandem remote C-H functionalization of naphthalenes by ruthenium catalysis: Modular and concise synthesis of multifunctional naphthalenes
    Mao-Gui Huang, Yue-Liu-Ting Fu, Jia-Wei Li, Yue-Jin Liu*悦进,湖北大学)
    Chem. Sci., 2025, Advance Article
    https://doi.org/10.1039/D4SC06846G

作者简介

黄茂归 博士研究生
湖北大学
本文第一作者,湖北大学化学化工学院博士生,主要研究课题为过渡金属催化C-H活化方法学研究。以第一作者身份在相关领域共发表 SCI 收录刊物论文 4 篇。2021 年获得硕士国家奖学金。






刘悦进 教授
湖北大学
本文通讯作者,湖北大学副教授,博士生导师,主要从事基于惰性化学键活化的有机新方法和新策略,及其在生物活性和功能有机分子中的合成应用研究。在 Nature, Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., ACS Catal., Chem. Commun., Org. Lett. 等国际期刊发表论文 30 余篇,申请发明专利 10 余项。

期刊介绍

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Chem. Sci.

2-年影响因子*7.6
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中位一审周期33 


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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

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