北理工團(tuán)隊(duì)在金催化炔烴1,2-雙官能化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
發(fā)布日期：2025-09-25 供稿：材料學(xué)院 攝影：材料學(xué)院
編輯：劉曉雪 審核：程興旺 閱讀次數(shù)：
近日，北京理工大學(xué)夏中華團(tuán)隊(duì)在金催化炔烴1,2-雙官能化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Gold-Catalyzed Intermolecular 1,2-Difunctionalization of Alkynes with Aryl Iodides”為題發(fā)表在國(guó)際知名期刊《ACS Catalysis》上。該工作以北京理工大學(xué)為第一通訊單位，北京理工大學(xué)夏中華研究員和中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院羅爽研究員為本文的通訊作者, 博士研究生張莉珠和李鋼為本論文的共同第一作者。
金經(jīng)常被用作活化不飽和鍵，尤其是炔烴，可以實(shí)現(xiàn)炔烴的氫化官能化（圖1A），后續(xù)通過(guò)外加氧化劑、光催化、電催化以及配體促進(jìn)等方法，實(shí)現(xiàn)了金催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)（圖1B）。利用π-活化和Au(I)/Au(III)催化的相互作用，金催化不飽和鍵的雙官能化反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)過(guò)渡金屬(Pd、Cu、Ni)不同的反應(yīng)模式。然而，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)金催化的芳基鹵化物與炔烴的三組分雙官能化反應(yīng)報(bào)道相對(duì)較少。這主要面臨四個(gè)方面的挑戰(zhàn)：1）競(jìng)爭(zhēng)性的氫化官能化；2）直接交叉偶聯(lián)；3）催化劑失活；4）立體選擇性差等問(wèn)題。為了解決這些挑戰(zhàn)，近日北京理工大學(xué)夏中華團(tuán)隊(duì)報(bào)道了配體促進(jìn)的金催化芳基碘化物與炔烴的1,2-雙官能化反應(yīng)。此策略不需要外加氧化劑和芳基重氮鹽與光照，在溫和的條件下可以一步法制備α-芳基酮（圖1C）。該反應(yīng)的代表性芳基碘化物與炔烴底物范圍，如圖2所示。
圖1. 金(I)/金(III)催化不飽和鍵的1,2-雙官能化
圖2. 芳基碘化物與炔烴的代表性底物
在一系列機(jī)理實(shí)驗(yàn)和DFT計(jì)算的基礎(chǔ)上，作者提出了可能的反應(yīng)機(jī)理（圖3）：該反應(yīng)經(jīng)歷了金(I)/金(III)與芳基碘化物的氧化加成和炔烴π-活化結(jié)合的路徑。
圖3. 可能的反應(yīng)機(jī)理
因此，本文發(fā)展了一種新的金催化炔烴與芳基碘化物的三組分1,2-雙官能化反應(yīng)，為合成α-芳基酮提供了一種新的、高效且直接的方法，同時(shí)避免了使用外加氧化劑和芳基重氮鹽的光催化活化。
上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和北京市自然科學(xué)基金的支持。
文章全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.5c03719
附通訊作者簡(jiǎn)介：
夏中華，北京理工大學(xué)研究員，博士生導(dǎo)師。中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院碩士，導(dǎo)師朱強(qiáng)；法國(guó)索邦大學(xué)Sorbonne Université博士，導(dǎo)師Louis Fensterbank；日本東京大學(xué)特任研究員Project Researcher，合作導(dǎo)師Shū Kobayashi。夏中華研究員課題組研究領(lǐng)域包括：1）金/光催化的新反應(yīng)及其在藥物中的應(yīng)用，2）合成新型阻燃材料與防污材料及其應(yīng)用等。以第一作者或通訊作者在國(guó)際權(quán)威期刊發(fā)表SCI論文二十多篇，包括Nature Chemistry，J. Am. Chem. Soc.，JACS Au，ACS Catalysis，Chemical Science等。
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