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武汉大学沈晓课题组在光热串联催化方面取得新进展
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分类:  创建于:2023-12-12 被查看:1049次
近日,《德国应化》(Angew. Chem. Int. Ed.)在线发表了武汉大学高等研究院沈晓教授的最新研究成果,论文题为Carbonyl Olefin Metathesis and Dehydrogenative Cyclization of Aromatic Ketones and gem-Difluoroalkenes(《芳香酮与偕二氟烯烃的羰基烯烃复分解与脱氢环化》)。武汉大学为第一署名单位和通讯作者单位,高等研究院博士后张云霄(2018级博士研究生)为第一作者,沈晓教授为通讯作者。


有机合成的一个长期目标是从简单原料出发,在一个反应瓶中方便地构建一个以上化学键。为了解决这一挑战,串联反应是一种有吸引力的策略,这是因为串联反应不需要分离或纯化任何反应中间体来促进各个反应步骤的发生。在这种背景下,以易得的起始原料通过一锅串联反应合成菲衍生物是非常有价值的,因为这些含有共轭体系的化合物在药物设计和材料开发中的应用越来越多。最近,沈晓课题组报导一种光热串联催化一锅四步法合成菲衍生物,他们以商业可得的芳香酮和二氟烯烃为底物,经历羰基-烯烃复分解反应(分子间2+2环加成反应与逆2+2环加成反应串联)与脱氢偶联反应(6π电环化与脱氢芳构化串联)生成菲衍生物。


芳香酮与偕二氟烯烃的羰基烯烃复分解与脱氢环化

以往的菲的合成方法中,以二芳基乙烯为底物的Scholl-type氧化反应应用最广。但这些反应通常需要过多的强酸和/或强氧化剂,因此副反应较多,反应效率低。此外,光促进的芳基酮与苯乙烯的羰基-烯烃复分解反应制备二芳基乙烯本身仍然是一个未解决的问题。光化学Mallory-Katz反应条件较温和,但是极稀的反应浓度(∼10−4M)限制了其合成应用。最近发展的邻三芳基脱氢环化反应需要复杂的钴配合物作为催化剂。


脱氢环化和光诱导羰基-烯烃复分解反应的难点

在该工作中,沈晓教授团队首次开发了易得的芳香酮和二氟烯烃的光热串联反应合成菲衍生物。该反应操作简单,条件温和,不需要添加强酸、强氧化剂或者金属催化剂,在常见的反应浓度下(0.1 M)即可进行,底物普适性良好。这种少见的光热串联反应为通过光化学转化和热反应相结合的新型反应转化的设计提供了新思路。

该研究得到了科技部、深圳市、广东省、中国博士后科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金和武汉大学科研公共服务条件平台的支持。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202315269。

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