廉價過渡金屬催化炔烯丙基取代反應取得新進展

過渡金屬催化的烯丙基取代是一類重要的合成策略。貴金屬Ir、Pd、Rh等催化的穩定化親核試劑參與的烯丙基取代反應吸引了諸多知名課題組的研究，比如Erick Carreira、游書力、J. F. Hartwig、張萬斌、王春江等（圖1a）。相對的，廉價金屬比如Cu催化的烯丙基取代反應可以實現非穩定化親核試劑比如格試劑、鋅試劑、鋰試劑等的轉化，從而吸引了比如Feringa、Hoveyda等課題組的廣泛關注（圖1b）。但非穩定化親核試劑的缺點是活性很高、官能團兼容性很差。所以這一領域發展至今尚未解決的難點就是使用廉價金屬比如Cu催化實現穩定化親核試劑的烯丙基取代反應。

圖1. 過渡金屬催化的烯丙基取代反應概述

為解決上述挑戰，福建物質結構研究所房新強課題組提出可以通過銅催化的yne-allylic substitution實現穩定型親核試劑參與的烯丙基取代，得到具有豐富轉化性質的烯炔類分子產物。在這一指導思想下，該課題組成功實現了廉價金屬Cu催化的多類穩定型親核試劑比如吲哚、吡咯、胺、1,3-二羰基分子等的yne-allylic substitution（圖2），并對反應的各種規律進行了歸納和分析（圖3），從而系統性構建了此反應的研究框架，為后續工作奠定了基礎。

圖2. 銅催化的yne-allylic substitution

圖3. 反應機理

本工作于近期發表于ACS Catal. 2022, 12, 6840？6850,博士生牛盛童是論文的第一作者，房新強研究員為通訊作者。這一工作得到了國家自然科學基金、福建省自然科學基金、中科院先導項目的支持。

此工作發表后，上海有機所林國強院士和何智濤研究員團隊將其中的胺作為親核試劑進攻部分進行了深入研究，實現了不對稱反應，并詳細探索了反應機理，其工作發表于Nature Synthesis 2022, 10.1038/s44160-022-00176-4。緊接著，華中師范大學徐浩教授課題組實先了此工作中1,3-二羰基作為親核試劑進攻的不對稱版本，并進行了詳細的機理研究，其工作發表于J. Am. Chem. Soc. 2022, 10.1021/jacs.2c09572。這一系列后續工作的發表說明一個新的研究領域正在建立起來。更多后續工作還在進一步進行中。

論文信息：

Copper-Catalyzed Yne-Allylic Substitutions Using Stabilized Nucleophiles, Shengtong Niu, Yingkun Luo, Chao Xu, Jinggong Liu, Shuang Yang, Xinqiang Fang,* ACS Catal. 2022, 12, 6840–6850.