上海有機所在鈀催化內(nèi)烯烴的遠程氫鹵化反應(yīng)研究中取得新進展
中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所金屬有機化學(xué)國家重點實驗室劉國生課題組發(fā)展了首例鈀催化內(nèi)烯烴的遠程氫鹵化(包括溴化和氯化)反應(yīng)，在吡啶-噁唑啉配體（Pyox）中引入羥基是調(diào)控該反應(yīng)化學(xué)和區(qū)域選擇性的關(guān)鍵；該催化體系適用于各種取代的分子內(nèi)烯烴和末端烯烴，并表現(xiàn)出非常優(yōu)秀的區(qū)域選擇性，為混合烯烴到直鏈烷基鹵化物的高效轉(zhuǎn)化提供了新方法。該工作于2022年2月1日凌晨在Nature Chemistry期刊在線發(fā)表（DOI：10.1038/s41557-021-00869-x）。劉國生課題組的博士后李響和研究生金劍波是論文的共同第一作者，上海有機化學(xué)研究所為第一單位。
直鏈烷基鹵化物是有機合成中廣泛應(yīng)用的精細化學(xué)品，同樣也是天然產(chǎn)物，醫(yī)藥和農(nóng)藥以及材料分子中常見片段，通常需要借助官能團轉(zhuǎn)化反應(yīng)多步合成才能得到。而經(jīng)典的酸催化烯烴的氫鹵化反應(yīng)往往得到的是以馬氏加成為主的產(chǎn)物，甚至是單一的馬氏產(chǎn)物。因此，末端烯烴的反馬氏氫鹵化反應(yīng)是極具挑戰(zhàn)的。更不用說，如何將石油化工中最為基礎(chǔ)原料的分子內(nèi)烯烴和混合烯烴轉(zhuǎn)化為直鏈烷基鹵化物有多大難度。
上海有機化學(xué)研究所的劉國生課題組長期以來從事烯烴的雙官能團化研究（Acc. Chem. Res. 2016, 49, 2413），并重點探索了非活性烯烴的不對稱雙官能團化，通過對Pyox配體的改造，發(fā)展了基于Pd(IV)化學(xué)的烯烴分子內(nèi)不對稱胺化等新反應(yīng)（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7415；Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 2392；2020, 59, 2735；2020, 59, 17239），并實現(xiàn)了簡單末端烯烴的不對稱雙氧化和氧羰基化反應(yīng)（Nat. Catal. 2021, 4, 172；Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 14881）。在此基礎(chǔ)上，他們探索了簡單烯烴的選擇性氫鹵化反應(yīng)，通過在吡啶噁唑啉中引入羥基，基于氫鍵作用，在NCS為氯源和Na-NMBI為溴源的情況下，首次實現(xiàn)了分子內(nèi)烯烴的遠程氫氯化和氫溴化反應(yīng)，高選擇性地得到相應(yīng)的直鏈烷基鹵化物，反應(yīng)同樣具有很好的官能團兼容性。值得注意的是，該催化體系同樣適用于烷烴脫氫的混合烯烴底物，以中等到良好的收率單一得到末端氯化或溴化產(chǎn)物，為廉價易得的烷烴的高值化轉(zhuǎn)化提供了新思路和新途徑。
該工作得到了科技部國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院、上海市科委以及上海市領(lǐng)軍人才項目的資助。
