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科研动态

我院傅俊凯/关威教授在选择性可调谐Heck 类型反应取得进展

发布时间:2022-11-17   访问人数:

近日,我院在区域选择性可调谐Heck类型反应研究方面取得突破进展,相关工作发表在国际顶级综合期刊《Nature Communications》上。化学学院博士生赵春阳,联合博士后李阳、博士生董玉姣为该论文共同第一作者,化学学院傅俊凯教授和关威教授为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金以及东北师范大学校内发展基金的支持。

Heck反应是一类非常重要的C?C键偶联反应,R. F. Heck也因此研究而分享了2010年诺贝尔化学奖。经过近50年的发展,Heck反应已经取得了长足的进展,然而目前仍然存在一些局限性。其中一大局限在于非活化烯烃与烷基亲电体的分子间Heck反应类型难以实现。一方面高价碳中间体B容易发生自身β-H消除副反应,另一方面反应的区域选择性难以控制,往往会得到EFG等多个区域异构体的混合物。这些区域异构体极性相似,难以通过普通的柱层析进行分析,极大地限制了该反应的应用。

在前期工作中,傅俊凯课题组实现了区域选择性单一的分子间Heck反应类型(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16929; Org. Lett. 2020, 22, 3524)。我们设想能否进一步实现区域选择性可控的Heck类型反应,从而得到不同的区域异构体FG。该设想的实现需要精准地识别中间体D中的HaHb,非常具有挑战性。经过大量的尝试,我们以N-氟代酰胺作为烷基亲电体,经由关键的三价铜中间体H,通过简单的反应条件的改变便能够可控地获得不同的区域异构体。当使用醇作为反应溶剂时,醇分子将通过五元金属环状过渡态来促进β-Ha的选择性消除,得到烯基化产物I;当向体系中加入催化量羧酸盐时,形成一个特殊的八元金属环状过渡态,从而促进β-Hb的选择性消除,得到烯丙基化产物J;如果上述两种促进因子都不存在时,还原消除得到的内酰胺化合物K将成为主要的产物。该工作是首例非活化烯烃参与的分子间区域选择性可控的Heck类型反应,将对整个Heck反应的研究起到积极的推动作用。关威教授利用DFT计算对反应的机制进行了深入细致的研究。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-33996-1