钯催化的分子内烯烃还原氢化反应：苄基氢作为新的氢供体

虽然钯催化的非活化烷基卤代烃的反应近年来引起研究者的关注，但反应过程中难以氧化加成和容易发生β-H消除的特点，成为发展该类反应最大的阻碍，相关的研究报道十分少见。利用非活化烷基卤代烃与烯烃的还原偶联来构建C(sp³)-C(sp³)键的反应为构建新的C-C键提供了一条高效的途径，现有的几例报道都是以传统的硅氢类物质作为自由基还原剂和氢供体。在研究C-H键的解离能时，作者发现硅氢类物质的键解离能在83.7-94.6 kcal/mol之间，而甲苯苄位的C-H键解离能为88 kcal/mol，两者非常相近。因此，作者设想是否可以利用甲苯苄位的氢作为自由基还原剂，在自由基反应中充当氢供体。

基于上述思路设计，山东理工大学刘会教授（点击查看介绍）课题组成功地使用甲苯作为氢供体，实现了钯催化的非活化烷基碘化物对分子内烯烃的还原加成反应。在过去的研究报道中，甲苯容易产生苄基自由基众所周知，然而大家都关注苄基自由基的后续转化，忽视了离去的氢自由基。在该研究中，刘会课题组成功地使用甲苯苄位的氢原子对环化后的一级和二级碳自由基进行加氢还原，从而避免使用昂贵、毒性较大的硅氢和锡氢类还原剂，为自由基还原反应提供了新的思路。

该转化对不同取代基的兼容性非常好，尤其是当R⁴为脂肪链时，在该条件下并不会发生β-H消除而生成Heck产物，仍然可以专一地得到还原产物。此外，当使用三氟甲苯作为溶剂，仅使用3.0当量的甲苯作为氢供体时，也能以较低产率得到还原产物。

进一步对氢供体的筛选表明，二甲苯、均三甲苯，甚至是乙苯均可在该转化中作为氢源。在使用氘代甲苯的控制实验中，所得产物的氘代效率达到了96%，可以确定该转化中的氢完全来自于甲苯；而通过甲苯与氘代甲苯的竞争实验计算得到动力学同位素效应为3.5，表明从甲苯攫氢这一步应该为此反应的决速步。基于初步的机理探究实验，作者认为钯催化剂在该转化中的角色类似于自由基引发剂，而甲苯不仅可以作为氢源物质，同时还协助催化剂再生，剩余的苄基则发生自偶联生成1,2-二苯基乙烷。

该研究工作得到了国家自然科学基金委、山东省优秀青年人才联合基金、山东省博士后创新项目专项资金和淄博正华助剂股份有限公司的大力支持。这一研究成果作为封面文章发表于Chem. Commun. 上。

该论文作者为：Xu Dong, Jie Cui, Jian Song, Ying Han, Qing Liu, Yunhui Dong and Hui Liu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Palladium-Catalyzed Intramolecular Reductive Olefin Hydrocarbonation: Benzylic Hydrogen Serving as a New Hydrogen Donor

Chem. Commun., 2017, 53, 4903-4906, DOI: 10.1039/c7cc01423f

导师介绍

刘会

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