华东理工施敏团队: 首次实现未活化亚乙烯基环丙烷近端 C–C 键裂解

学术   科学   2024-07-13 10:00   上海  

研究背景

亚乙烯基环丙烷作为一种高反应活性以及多反应位点的张力小环分子,在过渡金属催化下可以实现复杂环状杂环产物的构建。

近年来,通过亚乙烯基环丙烷远端 C–C 键裂解实现亚乙烯基环丙烷的转化,已经得到了迅速发展。然而,未活化的亚乙烯基环丙烷近端 C–C 键裂解的反应还未见报道。

文章简介

近日,华东理工大学施敏教授和中国科学院上海有机化学研究所魏音副研究员报导了一种零价钯和膦配体催化的羰基-亚乙烯基环丙烷分子内环加成反应。通过选择不同膦配体,实现了钯催化的羰基-亚乙烯基环丙烷的远端 C–C 键和近端 C–C 键的选择性裂解。

近端的 C–C 键裂解可以利用 dtbpf 作为膦配体来实现,以良好的产率得到含有二氢呋喃骨架的双环产物。在近端 C–C 键裂解反应中,八元环钯中间体在反应过程中起着关键作用。以双芳基大位阻的 tBuXPhos 作为膦配体,同时加入氯化锌作为添加剂,可以有效地通过远端 C–C 键裂解实现羰基-亚乙烯基环丙烷的分子内 [3+2] 环加成,以良好的产率获得含有四氢呋喃骨架的双环产物。通过一系列对照实验和 DFT 理论计算阐明了该反应的机制,揭示了膦配体调控选择性的根本原因。

该工作的特色在于首次实现了对未活化的亚乙烯基环丙烷近端 C-C 键的活化,通过新型的开环模式与远端 C-C 键裂解的反应进行互补,极大地拓展了反应的应用性。

该成果以“Palladium-Catalyzed Selective C-C Bond Cleavage of Keto-Vinylidenecyclopropanes: Construction of Structurally Rich Dihydrofurans and Tetrahydrofurans”(《钯催化羰基-亚乙烯基环丙烷选择性 C-C 键裂解:构建结构丰富的二氢呋喃和四氢呋喃骨架》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。

论文信息

  • Palladium-Catalyzed Selective C-C Bond Cleavage of Keto-Vinylidenecyclopropanes: Construction of Structurally Rich Dihydrofurans and Tetrahydrofurans
    Chao Ning, Ziqi Yu, Min Shi* 施敏,华东理工大学&中国科学院上海有机化学研究所)and Yin Wei*魏音,中国科学院上海有机化学研究所)
    Chem. Sci., 2024, 15, 9192 – 9200
    https://doi.org
    /10.1039/D4SC02536A

作者简介

宁潮 博士研究生
华东理工大学

本文第一作者,华东理工大学化学与分子工程学院博士研究生,导师为施敏教授,从事过渡金属催化亚乙烯基环丙烷方向研究。





施敏 研究员
中国科学院上海有机化学研究所

施敏,本文通讯作者,中国科学院上海有机化学研究所研究员,博士生导师,长江学者特聘教授,杰青,主要从事新型手性催化剂的设计、合成及不对称催化反应以及协同催化体系的设计、应用等工作。在 Acc. Chem. Res., JACS 等期刊上发表学术论文 700 余篇,总他引 10000 余次,撰写了多部英文专著,并参与了一些英文专著章节的撰写工作,获 2013 年上海市自然科学一等奖,第一完成人,2005 年礼来科研成就奖。







魏音 副研究员
中国科学院上海有机化学研究所

魏音,本文通讯作者,中国科学院上海有机化学研究所副研究员,硕士生导师,主要从事有机小分子催化、过渡金属催化及光催化反应的机理研究。在 Acc. Chem. Res., JACS, Angew. Chem. Int. Ed. 等期刊上发表学术论文 100 余篇,参与了多部英文专著和专著章节的撰写工作,获 2013 年上海市自然科学一等奖,第二完成人。

期刊介绍

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Chem. Sci.

2-年影响因子*7.6
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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

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