近日,化科院陈良安/宋亮亮团队在共轭二烯化学领域做出了新的突破。基于氧化加成-还原消除的中性反应机制,他们实现了钯催化炔丙醇酯与多种亲核试剂(包括氟化物、酚类、醇类、羧酸和酰胺)的区域、化学、立体选择性偶联,构建了一系列高附加值的多取代共轭二烯。通过对这些功能化1,3-二烯的应用转化,以及对天然产物和生物活性分子的后期修饰,证明了该方法的实用性。
背景介绍:共轭二烯是化学领域关键的结构单元,不仅广泛存在于生物活性分子、天然产物和功能材料中(图1b),并且在合成化学领域作为多功能构建模块发挥着重要作用。在共轭二烯化合物中,取代基的数量、种类以及双键的立体化学对其合成效用和生物活性起着至关重要的作用。长期以来,研究人员致力于实现各种功能化1,3-二烯的高效合成。然而,受限于多取代共轭二烯中两个双键的区域与立体化学难以调控的特性(可能产生1E/3E、1E/3Z、1Z/3Z、1Z/3E四种立体异构体)(图1a),有关多取代特别是杂原子取代的多取代、非末端共轭二烯的立体选择性合成策略相对匮乏(图1c)。总的来说,如何在共轭二烯骨架中引入不同的杂原子取代基以及对双键立体化学进行调控仍是该领域亟待解决的科学问题。

图1. 研究背景
本文亮点:(1)发展了基于配体螯合效应调控的炔丙醇酯共轭二烯基化反应模式,实现了其化学、区域选择性(抑制了竞争性的炔丙基化、联烯基化和烯基化)以及立体选择性的同时调控;(2)建立了一套具有广泛兼容性的催化合成体系,实现了与F、O、N亲核物种的高效偶联,构建了系列功能化的多取代共轭二烯;(3)能够允许药物及生物活性分子作为亲核物种直接参与反应,展现了其在药物化学领域的应用潜力(图2)。

图2. 研究内容
总结与展望:综上所述,本文首次报道了钯催化内部脂肪族取代炔丙醇酯与广泛亲核试剂(氟化物、酚类、醇类、羧酸和酰胺)的选择性共轭二烯基化反应,以化学、区域和立体选择性方式制备了高度功能化的1,3-二烯基化合物。该工作不仅为具有挑战性的多取代1,3-二烯的立体选择性合成提供了可靠且互补的解决方案,并且为更多杂原子取代共轭二烯骨架的构建提供了新思路,拓展了炔丙醇酯选择性转化的新方向。
相关成果以Research Article形式发表在CCS Chemistry,化科院博士生代孟富与硕士生昌建超为论文的共同第一作者,陈良安教授及宋亮亮副教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金以及南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室开放研究基金资助。
文章详情:
Palladium-Catalyzed Regio-, Chemo-, and Stereoselective Access to Multisubstituted 1,3-Dienes via Redox-Neutral Dienylation Pathway
Mengfu Dai†, Jianchao Chang†, Zhimin Sun, Guorong Wu, Liangliang Song* and Liang-An Chen*
Cite this by DOI: 10.31635/ccschem.025.202505704
文章链接:https://doi.org/10.31635/ccschem.025.202505704