α-酮酯的不对称动态动力学芳基化反应

α-羰基化合物的不对称加成或还原是合成手性醇的重要方法。Noyori发展的羰基化合物的动态动力学氢化反应广泛用于合成手性二级醇。相比于手性二级醇,手性三级醇的合成显得更有挑战性。其中一种方法是通过稳定的亲核试剂与消旋α-羰基化合物的加成反应合成手性三级醇,该类方法通常使用既能活化亲核试剂又能活化亲电试剂的碱作为催化剂。通过过渡金属催化的非稳定亲核试剂对羰基的加成反应来实现,具有其它方法无可替代的优势。Hayashi−Miyaura类型的反应依赖于预亲核试剂如有机硼试剂或有机硅试剂对手性金属络合物的转金属化反应,如周其林院士、徐明华研究生和Ready等人相继报道了一系列Rh或Ru催化的不对称Hayashi−Miyaura类型的反应高效合成了手性三级醇羧酸衍生物。最近来自美国北卡罗来纳大学的Jeffrey S. Johnson教授报道了Rh催化的芳基硼酸对α-羰基酯的不对称动态动力学加成反应,高效实现了含两个手性中心的三级醇酯的合成(Scheme 1)。Scheme 1. 芳基化反应背景。图片来源:J. Am. Chem. Soc.Figure 1. 催化剂结构。图片来源:J. Am. Chem. Soc.作者首先选择消旋的α-酮酯1a和苯硼酸2a作为模板底物对反应条件进行了筛选,包括催化剂(Figure 1)、碱等等。作者固定无机碱为氢氧化钾、有机碱为DIPEA筛选了几种常见的手性Rh催化剂。综合考虑,催化剂B和C表现出良好的选择性,然而转化率只能达到中等水平。当把无机碱换成CsF时,转化率大大提高可达>95%,然而产物选择性出现了较大幅度的下降。当使用Et3N作为有机碱时,不光转化率保持不变,产物的对映选择性也得到了极大的提升。膦配位的Rh络合物不能催化该反应,最终最佳的反应条件是:B或C作为催化剂,Et3N作为有机碱,CsF作为无机碱,氯仿作为溶剂于40 ℃条件下反应(Table 1)。Table 1. 条件筛选。图片来源:J. Am. Chem. Soc.对比Table 1中的entry 5和6可以发现,有机碱对反应产物的对映选择性影响很大,这可能是受到芳基化反应的速率和消旋原料的构型转化速率的影响。为了阐明这一现象,作者对常见的几类有机碱对手性产物的消旋速率进行了比较。从下图可以看出,三乙胺引发的消旋速率明显快于DIPEA,这也很好的解释了不同有机碱对反应选择性的影响(Figure 2)。Figure 2. 有机碱比较。图片来源:J. Am. Chem. Soc.在最佳反应条件下,作者对底物的普适性进行了考察。首先固定消旋的α-酮酯1a作为底物,考察了一系列的芳基硼酸。当使用苯环取代的硼酸作为底物时,不管取代基在芳环的对位、间位还是邻位,是富电子基团还是贫电子基团,反应都能以优秀的产率(74-94%)、非对映选择性(>20/1)和对映选择性(94/6>96.5/3.5)得到目标产物3a-3i。吲哚衍生的硼酸也具有很好的兼容性,以优秀的产率和对映选择性得到目标产物3j。相比之下,吡啶或吲唑衍生的硼酸参与反应则无法得到目标产物。作者随后固定苯硼酸或2-萘硼酸作为亲核试剂考察了不同芳基取代的消旋α-酮酯和酮的α-位不同取代基对反应结果的影响,反应都能以较为满意的结果得到目标产物(Table 2)。Table 2. 底物拓展。图片来源:J. Am. Chem. Soc.为了证明该反应的实用性,作者进行了1mmol规模以1y作为底物的尝试,最终以77%的产率,>20/1的非对映选择性以及97/3的对映选择性得到目标产物3y。通过简单的重结晶,目标产物的对映选择性可提升到99/1。此外,作者还通过产物3y的X射线单晶衍射确定了产物的绝对和相对构型(Scheme 2)。Scheme 2. 放大反应。图片来源:J. Am. Chem. Soc.此外,作者还对产物3v进行了衍生化实验,反应在碘的参与下发生关环反应,以66%的产率得到手性多取代四氢呋喃衍生物(Scheme 3)。Scheme 3. 衍生实验。图片来源:J. Am. Chem. Soc.——总结——本文作者发展了手性Rh-二烯络合物催化的α-酮酯的不对称动态动力学芳基化反应,实现了含两个手性中心的三级醇酯的合成。该反应底物普适性非常广,并且产物可以很方便转化为重要的有机合成中间体手性多取代四氢呋喃衍生物。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):Synthesis of Complex Tertiary Glycolates by Enantioconvergent Arylation of Stereochemically Labile α‑Keto EstersJ. Am. Chem. Soc., 2017, DOI:10.1021/jacs.7b00943X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

铜催化的烯烃不对称胺-氰化及叠氮-氰化

手性β-胺基腈为一类优势骨架,基于氰基的多重转化性,它可以转化为手性的1,3-二胺类化合物。这两类骨架存在于许多天然产物以及活性分子中。目前,此类化合物的合成都是通过复杂多步的方法,发展高对映选择性一步合成此类化合物的方法显得尤为重要。通过烯烃的不对称胺-氰化是合成手性β-胺基腈类化合物最高效的方法之一,然而至今该方面尚无报道。最近,中国科学院上海有机化学研究所的刘国生(点击查看介绍)团队与香港科技大学的林振阳(点击查看介绍)团队合作,通过胺(叠氮)自由基与烯烃加成,随后手性铜催化剂调控C-CN键形成时的手性控制,以高对映选择性得到β-胺基(叠氮)腈类产物。由于自由基的高反应活性,对映选择性的控制是一个非常困难的过程。刘国生团队提出了将自由基反应与不对称过渡金属催化相结合的研究思路,将活泼的自由基中间体转化为金属有机中间体,通过手性配体的引入来实现自由基的不对称催化过程,实现了一系列高效高对映选择性的转化。比如,他们通过发展自由基接力的新策略,实现了铜催化的苄位C-H键的不对称氰基化(Science, 2016, 353, 1014);随后也实现了铜催化的烯烃不对称三氟甲基-氰基化,并对反应机理进行探讨(J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 15547)。DFT计算表明,C-CN的生成可能经历三价铜物种的还原消除,而该过程正是控制该类反应对映选择性的决定步骤。基于这些发现,他们对烯烃的不对称胺-氰化反应展开研究。在东北师范大学张前团队报道的消旋胺-氰化反应的基础上,他们发现利用手性双噁唑啉L6能以中等到优秀的收率(42-95%)以及优秀的对映选择性控制(up to 99%)得到光学活性的β-胺基(叠氮)腈类化合物。产物结构和绝对立体构型是通过单晶结构确认的。然而,胺氰化产物双苯磺酰亚胺的脱砜基反应条件苛刻,容易导致手性产物的消旋化,很难应用于有机合成中。为了发展更具有实用性的转化反应,刘国生与林振阳团队尝试利用容易转化的氮自由基来启动反应;文献报道叠氮自由基是一种很好的氮自由基来源,容易发生烯烃的加成反应,在温和条件下可以发生一系列的转化,其中兰州大学的王少华课题组也报道了消旋烯烃的叠氮-氰基化反应。受此启发,刘国生与林振阳团队针对烯烃叠氮-氰基化的不对称催化展开研究,发现手性双噁唑啉配体L10是最佳的配体,反应得到优秀的对映体选择性(up to 97% ee);PhI(OOCEt)2是最理想的氧化剂来氧化TMSN3产生叠氮自由基,反应以中等到良好的收率(up to 85%)得到相应的β-叠氮烷基腈类化合物。相对而言,该反应对底物的位阻比较敏感,苯环邻位位阻较大时,产物ee 值较高,但收率降低。最后,克级规模的实验表明烯烃的叠氮-氰基化反应可以放大到10 mmol,反应依然能够以中等到良好的收率和优秀的对映选择性得到目标产物[3i(61%, 1.1 g), 95% ee ; 3a(74%, 1.64 g), 93% ee ]。叠氮作为胺的前体,容易发生多种转化反应,该官能团可以在温和条件下还原得到手性的有机胺化合物5,可以发生click反应得到光学纯的三氮唑化合物6,或转化为手性硫脲化合物7,他们按文献方法可以进一步得到手性抗菌活性分子8的中间体。除此之外,手性的胺氰化产物3a还可以被转化为手性的1,3-二胺类化合物10。这一成果最近作为热点(Hot paper)发表在Angew. Chem. Int. Ed.上,第一作者为中国科学院上海有机化学研究所的博士研究生王定海。该论文作者为:Dinghai Wang, Fei Wang, Pinghong Chen, Zhenyang Lin, Guosheng 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):Enantioselective Copper-Catalyzed Intermolecular Amino- and Azidocyanation of Alkenes in a Radical ProcessAngew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 2054, DOI: 10.1002/anie.201611850导师介绍刘国生http://www.x-mol.com/university/faculty/15593 林振阳http://www.x-mol.com/university/faculty/38301 X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

有机电合成:氮中心自由基的形成及其合成应用

氮中心自由基是有机合成中的一类重要活性中间体,在C-N键的构建以及芳香杂环化合物的合成中具有不可忽视的作用。传统意义上,氮中心自由基主要通过N–X键的断裂实现。通过直接氧化活化N–H键产生氮中心自由基,具有原子经济性以及步骤经济性的优点。厦门大学的徐海超(点击查看介绍)课题组通过电化学氧化首次实现了从N–H键制备亚胺类氮自由基的方法,并将其应用于苯并咪唑及吡啶并咪唑的合成中(图1)。图1该方法具有很好的官能团兼容性及选择性,反应可以放大到克级规模(图2)。该反应原料易得,且副产物只产生氢气,具有高效、绿色的特点。图2该论文作者为:Huai-Bo Zhao, Zhong-Wei Hou, Zhan-Jiang Liu, Ze-Feng Zhou, Jinshuai Song, and Hai-Chao Xu.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):Amidinyl Radical Formation through Anodic N−H Bond Cleavage and Its Application in Aromatic C−H Bond FunctionalizationAngew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 587, DOI: 10.1002/anie.201610715导师介绍徐海超http://www.x-mol.com/university/faculty/14206 课题组主页http://chem.xmu.edu.cn/groupweb/hcxu/index.asp X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

Ir催化的(内)酰胺还原型Strecker反应

氰基是具有线性结构的极性基团,它可以作为良好的氢键受体广泛应用于药物分子的设计中。此外,氰基可以通过简单的转化得到胺、羧酸、酰胺、酯等其他官能团,还可以通过环加成及缩合反应制备五/六元芳香杂环。近年来,人们在多种生物活性分子和天然产物的骨架中发现α-氨基腈片段的存在(图1),从而吸引研究工作者对这一结构展开深入的研究。相比于传统的合成方法,直接通过胺的α位C-H键官能团化得到α-氨基腈引起越来越多人的关注。以往的报道包括光、电引发及过渡金属催化等手段实现C(sp2/sp3)-H键的氰基化反应,然而这些反应仍然面临着催化效率低、反应位点选择性差、官能团兼容有限等诸多挑战。最近,来自牛津大学的Darren J. Dixon课题组报道了Ir催化的(内)酰胺通过还原Strecker反应制备α-氨基腈化合物。 图1. α-氨基腈化合物及其制备。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.作者设想(内)酰胺通过还原型Strecker反应可能是一种直接合成α-氨基氰类化合物的方法(Scheme 1)。目前为止,只有少数文献报道了(内)酰胺的还原氰基化反应,由于(内)酰胺羰基碳的亲电活性较差,反应中往往需要加入强还原性的金属氢化物(如DIBALH)或者强亲电试剂(如Tf2O)来活化羰基,这些高活性试剂的引入通常会导致反应的官能团兼容性较差。他们在最近的研究中发现Vaska' s复合物在四甲基二硅烷(TMDS)的存在下可以催化内酰胺发生还原型硝基-Mannich反应,得到N-硝基烷基化合物。同时相关文献报道,Vaska' s催化剂对酰胺的作用活性要高于酯和烯烃双键,如果酰胺可以在此条件下还原为缩胺醛,随后发生氰基化反应,便可以得到α-氨基氰(图2)。图2. 催化还原氰基化制备α-氨基氰。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.作者选取N,N-二甲基苯甲酰胺1作为底物,TMSCN作为氰基来源进行条件筛选(图3)。反应使用1.1 equiv的TMDS和1 mol%的Vaska' s催化剂,便可以以43%的收率得到目标产物2(图3, entry 1),提高TMDS和TMSCN的用量,反应收率可以提升至92%,反应的规模进行适当的放大或缩小也能保持较高的收率(图3, entry 2-4)。图3. 反应条件的筛选。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.得到最优条件后,他们对反应的底物普适性进行了考察(图4)。萘环取代的酰胺可以得到98%的收率(3);芳香环上含有甲氧基、卤素、硝基等取代基都可以参与反应,且吸电子取代基取代时具有更好的反应收率(4-6);芳香杂环和肉桂基酰胺也具有很好的反应活性(7-8)。脂肪族酰胺同样可以得到中等到良好的收率(9-13),使用大位阻的酰胺反应收率也没有明显的变化。环内酰胺或其他N-取代基取代的酰胺同样具有较好的收率,但当N 含有芳香基取代时,反应收率会有所降低(14-18)。对于N-苄基取代的环内酰胺,由于存在烯胺/亚胺缩合的竞争过程,导致反应产率有一定下降(19-24)。作者还尝试将该反应进一步应用在含有脯氨酸结构的底物中,以期合成含有α-氰基的氨基酸或者多肽化合物。构型单一的苯甲酸甲酯取代的脯氨酸可以以82%的收率得到氰基化产物(27, 5:1 d.r.)。当取代基位阻较大时,反应收率有所下降,但非对映选择性明显提高(28, >20:1 d.r.)。当二肽含有未保护的氨基时,也能够得到氰基化产物,然而变换不同的氨基酸,反应的收率和选择性会有明显的不同(29-31)。图4. 底物普适性研究。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.最后,作者尝试将该反应应用在含有酰胺结构的药物分子和生物碱中,反应能够以理想的收率和非对映选择性得到生物碱32和33,含有酯基、杂环和双键的药物分子也同样适用于该反应(35-37, 39)。图5. 生物碱和药物分子的氰基化反应研究。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.——小结——作者发展了一种新型的Ir催化的(内)酰胺还原Strecker反应制备α-氨基腈化合物的方法。该反应操作简便,选择性好,对多种官能团都能很好地兼容,反应的规模进行适当的放大或缩小也能保持较高的收率,在天然产物全合成以及药物分子的衍生化中具有重要的应用价值。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) :Iridium-Catalyzed Reductive Strecker Reaction for Late-Stage Amide and Lactam Cyanation Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 3655-3659, DOI: 10.1002/anie.201612367X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

铱催化剂催化的不饱和羧酸不对称氢化机理研究

不对称催化氢化反应具有原子经济性高、操作简单、清洁绿色等优点,是最受关注的不对称催化反应之一,在实验室合成和工业生产中都得到了广泛应用。机理研究为设计新的手性催化剂、发展新的不对称氢化反应提供理论依据,一直是该领域最重要和具有挑战性的研究内容。手性铱络合物在烯烃的不对称催化氢化中表现出独特优势,人们对铱催化不对称氢化反应的机理也进行了大量研究,但是该反应中非常关键的迁移插入活性中间体一直未得以分离。由于迁移插入中间体同时含有金属氢键和部分氢化的底物,所以通常稳定性很差,很难分离得到,但是它对于确定铱的价态变化和理解对映选择性控制原理都至关重要。南开大学周其林课题组经过近10年的研究,发展了一类手性螺环膦-噁唑啉配体和铱的络合物催化剂(Ir-SIPHOX,图1)。和其它已知的主要用于非官能团烯烃不对称催化氢化反应的离子型铱/膦-氮配体络合物(即手性Crabtree’s催化剂)不同,该手性螺环铱催化剂可用于具有强配位基团的不饱和羧酸的不对称催化氢化,并且表现出很高的活性(转化数高达10000)和对映选择性(ee 值通常在90%以上),成为该类反应最有效的催化剂之一,同时成功应用于多种手性药物分子和天然产物的合成中。图1. 手性螺环膦-噁唑啉配位的铱催化剂催化不饱和羧酸的氢化最近,周其林(点击查看介绍)、朱守非(点击查看介绍)等对手性螺环-膦噁唑啉配位的铱催化剂催化的不饱和羧酸氢化的反应机理进行了系统深入的研究。配体中螺环骨架具有较强的刚性,因而可以有效稳定活性中间体。他们成功分离并表征了多种活性Ir-H中间体,并对其反应性进行了研究(图2)。在这些中间体中,负氢迁移插入的中间体A在铱催化的不对称氢化反应中首次分离鉴定,它为铱催化的烯烃氢化反应的机理研究补充了至关重要的实验证据。中间体A只有在氢气氛围下才能生成氢化产物这一实验结果,排除了IrI/IrIII的催化循环机理,为IrIII/IrV的催化循环机理提供了强有力的实验证据。他们还通过变温核磁实验对反应过程进行实时跟踪,并利用DFT计算对反应历程进行模拟分析,得到了与实验结果一致的结论,清晰阐释了该类氢化反应的详细过程,该工作是第一次用实验手段细致地展示铱催化剂催化的氢化循环过程。这一研究成果对设计新型配体和催化剂具有重要的启发意义。图2. 可能的催化循环该论文作者为:Mao-Lin Li, Shuang Yang, Xun-Cheng Su, Hui-Ling Wu, Liang-Liang Yang, Shou-Fei Zhu*, Qi-Lin Zhou*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):Mechanism studies of Ir-catalyzed asymmetric hydrogenation of unsaturated carboxylic acidsJ. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 541‒547, DOI: 10.1021/jacs.6b11655导师介绍周其林http://www.x-mol.com/university/faculty/11976 朱守非http://www.x-mol.com/university/faculty/11980 X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

从OL到Nature Chem.的逆袭——我的二氟卡宾钯女神

编者按:周二我们报道了上海有机所张新刚团队新发表的Nature Chemistry,他们首次成功利用廉价工业原料、制冷剂一氯二氟甲烷(ClCF2H)实现对芳香化合物的直接二氟甲基化(点击阅读详细)。我们很有幸地邀请到了论文作者之一冯璋博士,来给诸君分享一下这篇论文背后的故事,以及他的心路历程。这是一次科研团队合作打怪的逆袭之作,由一丝灵感到认定方向、分工合作、逐步击破,一次次被K.O.,再一次次顽强满血复活。我这里写下的并不是一篇以学术为主的文章,更不敢教大家怎么做科研,我更愿意把它看做是自己写给化学的一封情书——当你在一个东西上倾注了太多心血,你自然而然就爱上了它。2012年,美国加州大学伯克利分校的大牛Hartwig课题组实现了铜参与的芳基及烯烃的二氟甲基化反应(Scheme 1b)。我的课题研究方向是过渡金属催化的二氟烷基化反应,在这篇文章见刊前,我也做过一模一样的反应。但是由于当时自己技不如人,而且知识储备不够,遗憾地错过了这次竞争。随后在2013年,我们课题组经过几年的沉淀实现了钯催化的芳基硼酸与二氟溴代物的偶联反应(Scheme 1a)。错失了上面那次机会后,我们希望再次介入二氟甲基化课题。与众不同是每个人的天性,这一次也我也不例外,我决心尝试用我们自己发展的方法来实现该反应。Scheme 1经过设计,起初我想尝试通过中间体ArPdCF2Nu(III)分解成关键中间体ArPdCF2H(IV)来实现该反应。很幸运的是,第一次尝试各种亲核试剂,就发现对苯二酚竟然能带来1%的收率。虽然成功还看似遥不可及,但从零到一的突破让似乎看到了希望。那一刻,意外的发现让我觉得成功就在不远的前方。对于做化学的人来说,没有比设计反应并能成功实现更让人激动的了,我当时迫不及待地将这个消息告诉了我的导师张新刚研究员,他对此表现出极大的兴趣,虽然反应产率极低,但仍然支持我继续尝试下去。写到这里,我不禁想起张老师经常挂在嘴边的一句话:“硕士教育是培养你解决问题的能力。而你已经转博士了,我需要培养你独立发现问题,且独立解决问题的能力。”现在回头看来,非常感谢我的导师在给我划定研究大方向之后就给予我绝对的研究自由,让我自己尽情的去尝试各种反应。而当时的我确实是初生牛犊不畏虎,出于对未知的渴求,每天都将心思扑在如何提高反应收率上。如同苦恋许久的女神在我锲而不舍追求后的回眸一笑,那段时间我分明觉得自己又恋爱了。Scheme 2也许是女神的眷顾,此后我每天的条件优化都能有所进展,随后利用高价铁作为氧化剂促进中间体ArPdCF2CO2PhOH(III)分解成ArPdCF2H(IV),收率中等且伴随着CO和苯醌等其他副产物。然而反应就在这个时候陷入了僵局,任凭我怎么努力,反应结果都再没有明显的改善。后来,偶然的一次灵感决定尝试烯烃,希望通过加入烯烃与钯金属中心配位来解决问题,促进钯催化的循环消除过程。可以说,这是一次完美的尝试,反应取得了近乎当量的收率。在我欣喜地对机理进行研究时却再次发现,女神就是女神,哪有那么容易就追上的?反应根本没有按照我设计的途径进行,每一步似乎都和我想的一样,然而机理研究却发现这完全是“瞎猫碰到死老鼠”。第一步生成中间体BrCF2CO2PhOH(I)时,已经错得很遥远了。套用《阿甘正传》里的经典台词,Chemistry is like a box of chocolates, you never know what you are going to get。也正如我的导师常说的:很多经典的有机化学反应,看似发现于意外,其实又有其必然性;如果没有思维的深度,那你将错过给你的机会。于是,每天闲暇之余我都和身边的小伙伴思考反应如何进行,正巧那段时间,喜欢打篮球的小伙伴们都远走大洋彼岸,而我也放弃了在篮球场“四氧化三铁”(四次后仰打三次铁)的爱好,完全沉浸在自己的化学世界里不能自拔。最后沉下心来,通过数次空白试验发现,BrCF2CO2Et在对苯二酚和K2CO3的存在下,可以快速生成BrCF2CO2K。由于BrCF2CO2K是盐,难以汽化且难以溶于有机相,这也解释了为何通过GC-MS、LC-MS无法观察到中间体的原因。课题进展到这一步,似乎一切就都有了眉目。随后经过论证,我们初步判断该反应经历了二氟卡宾的历程。但是没有拿到二氟卡宾钯络合物的直接证据,即使我们得到一系列的间接证据,也无法说服审稿人。这些来自大洋彼岸的审稿人,一定要单晶,要单晶培养鉴定其结构来证明这个二氟卡宾钯物种,奈何该物种极不稳定,加上自己做金属络合物属于半路出家,经历无数次的尝试仍然无法得到单晶。这段投稿经历之凄凉,可以不吃不喝,连哭三天三夜。历时两年,化学的一区期刊挨个转了一圈,不断的修改与返稿,次数之多要两只手才能数过来。哭诉一个例子:在Angew的一轮修改稿中,某位四海八荒的审稿人说机理阐述得太过隐晦,需要更为详细的机理研究。我们肤浅的以为把机理做得再详细一点,就算通关了。历时数月,我们直接分离得到多个二氟卡宾的产物,反应机理更加明晰,然后胸有成竹的再次返回Angew。不过事实证明我还是too young, too simple,这位审稿人竟然说我们机理做得很好,但是实验部分全都放到了支持信息中,严重影响了阅读质量,建议投《欧洲化学》的全文!看到拒信的那一刻,我的内心是奔溃的,很想拉着看门的大叔或者送水的小哥,当一回祥林嫂,把眼睛哭瞎……最后我的导师说先别投了,在我们弄清楚机理前,把文章先压一压吧。沉默了几天后,我找老师商量,估计有人和我们课题冲突了,在“咬住”我们。于是选择了能快速发表的刊物Org. Lett.,半个月后,文章接受。这次三个审稿人,竟然还是投JACS时刁难我们的那几位大洋彼岸的朋友。其中一位朋友还饶有兴致的说,“这个文章比以前的几个版本好多了”……但是必须承认,正是由于审稿人的更高要求,我们才对该反应做得更为深入,也为后面的工作奠定了基础。看到文章见刊的那一刻,我没有丝毫的兴奋,我功利地认为我的成果不该止步于此。倾注了两年的心血,换来的却是别人的不赏识,真的不甘心啊!记得我的导师当时对我说,“仅凭杂志影响因子的高低不能评判工作的好坏,好的工作早晚会得到人们的认可。你以前都只是在做课题,即使做的再好,即使发了两篇Angew,也是在做Suzuki反应、Heck反应。只有这次才算是真正在做科研。”当时我手里还有几个高水准的课题在进行,但是导师建议我放下这些课题,“去挑战二氟一氯甲烷,你可能会一战成名,即使失败了,你的文章也足够毕业”。不给学生灌鸡汤的导师不是好导师,这碗鸡汤灌下去,立马有一种“风萧萧兮易水寒”的气氛。这里隆重介绍一下我的新搭档,二氟一氯甲烷(HCF2Cl)。这萌货曾经是应用量最大、应用范围最广的制冷剂,也是氟化学的一个重要的工业源头,俗称R22,合成聚四氟乙烯用的就是这个东东。目前广泛研究的二氟甲基化试剂主要为商品化的TMSCF2H,然而该试剂较为昂贵(550-2000 元/克),因此目前从事该领域的实验室大多自己合成。相比之下,二氟一氯甲烷(ClCF2H)那就是良心价啦,便宜数万倍(0.008 元/克)。为了开发ClCF2H的新用途,化学家开展了大量的研究工作。从原子、步骤经济性和成本效率来看,ClCF2H无疑是最理想的二氟甲基化试剂。由于ClCF2H在碱存在的条件下,极易生成二氟卡宾,在对二氟卡宾参与的金属催化反应认识不成熟的情况下,无法利用其实现芳香烃的二氟甲基化反应。但是在Org. Lett. 的工作基础上,我们积累了对二氟卡宾的认识,因此这次我们又觉得似乎还有逆袭的希望,于是满血复活,继续投入战斗。真可谓“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”就是指此时的状态吧。因此接下来的工作就是如何抽丝剥茧,守得云开见明月。大概是导师的那碗鸡汤有效果,或许是我再一次得到了女神的眷顾,有了前面的研究基础,我在对新反应的调控上非常得心应手,不出数月就成功实现了该反应。完成了对底物的拓展,初步研究了反应的机理,我也到了离开有机所远赴大洋彼岸继续战斗的时候。我离开后,新进实验室的大牛师弟小平接手这份工作继续完成机理研究,课题组元老级别的大神闵大师,着手天然化合物的衍生工作,能力超强的安伦师弟也参与其中一些复杂化合物的攻坚。这是一次完美的团队合作!当我在美国喝着咖啡的时候,我看到师弟在熬夜跟踪实验,大师在打鸡血一般地优化底物、设计复杂药物分子,而我的导师已经在开始着手写文章。大家通力合作,让我感受到一种团队的力量。而那时我最放不下的,还是让我夙兴夜寐、求之不得的二氟卡宾钯,就像梦中的女神一样,你知道就是她,但是却不能摘下她的面纱。直到有一天,大师告诉我,师弟成功地观察到二氟卡宾,我当时立刻从凳子上跳起来,我知道我们的任务完成了,剩下的就是看导师如何去“推销”我们的产品了。文章写好,以Science 的版本呈现在我们面前。张老师说去试试吧,尽管非常难。我是典型的乐天派,早已忘了上次的痛,没有丝毫的担忧。如此完美典型的励志素材,上天也应该会眷顾我们,按照我们设计的剧本来吧。我还请了我在美国的博士后导师Macmillan教授来掂量文章是否够Science 的标准,他用了几个“amazing”做为回应,叫我完全可以试一试。而遗憾的是,Science 最终拒绝了我们的文章,他们肯定我们工作的原创性,但是由于氟化学太小众,关注度可能不高,建议改投其他刊物。初战就被扔了一脸鸡蛋,但是丝毫没有影响到我的心情,我依然沉醉在自己的剧本里不能自拔。我安慰着大师和小平,我们的工作十分出色,肯定会有好的去处。最后文章投到Nature Chemistry,这也是我们的心里底线。很顺利,文章投过去一个星期即被送审,半个月后给出意见,两位审稿人说立即发表,一位来自四海八荒的审稿人给反对意见,提出该工作不具有原创性,善良的副主编大神建议我们修改。张老师写了长长的一封信去argue,终于打动了这位审稿人,第二次返回的意见只有两行,完全认可我们的工作具有原创性,建议不经修改发表。终于,这次团队大作战终于画上了圆满的句号。我的导师当时感叹道:如果当初文章定位成Nature Chemistry,那么最终这个文章就会发表在JACS;但是如果我们更高的要求自己,做到极致,那么它才可能发表在Nature Chemistry。科研就应该是“科严”。回想这么多年在有机所的经历,我的导师张新刚研究员教给我很多知识,然而我感悟最多的是他经常说的一些貌似平常但具有哲理的话,比如他说“科研就是‘科严”,做科研就是做哲学”。这些话每次想来,总会有不同的感触。王家卫的电影《东邪西毒》里有一句我很喜欢的台词,“每个人都会坚持自己的信念,在别人来看是浪费时间,他却觉得很重要。”我认为,任何人都可以得到自己想要的,只要你足够爱它。我现在理解的做科研很像在拍电影,自己就是导演、编剧,是否能够拍出自己的代表作,在于如何要求自己。即使拍不出《霸王别姬》、《红高粱》,也要努力去试试。再次套用《阿甘正传》里的经典台词,Chemistry is like a box of chocolates, you never know what you are going to get,做有机化学也是一样,你永远也不知道,下一个idea是否带给你惊喜,唯一能做的就是不断去尝试。“打怪团队”感谢X-MOL提供这个平台,妄言千语,供君一乐。仅以此文纪念我在有机所学习的岁月。(本文由冯璋供稿)X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

电化学——有机合成方法学的一个新热门?

有机化学的发展经历了数百年的历史,从传统的合成方法发展到过渡金属参与的反应,催生了一系列新颖热门的方向。目前,定位C-H键活化、光致氧化还原催化等领域如日中天,为大家广泛关注。有机合成方法学接下来的热门方向会是什么?近十年来逐步发展的有机电化学合成很可能接此重任。电化学在有机合成中已经取得了一些重大的突破,例如P. S. Baran课题组报道了电化学烯丙基位氧化(Nature, 2016, 533, 78-81,点击阅读详细)及S. S. Stahl课题组报道了电化学醇氧化成醛的反应(Nature, 2016, 535, 406-410,点击阅读详细)。近日,武汉大学的雷爱文教授(点击查看介绍)课题组报道了电极作用下吲哚与硫酚的脱氢偶联反应高效构建C-S键,这是首例结合电化学的C-S键构建反应。首先作者选择N-甲基吲哚与4-氯苯硫酚作为模板底物对反应条件进行优化,通过对电流大小、盐、溶剂以及电极种类进行了筛选,发现采用Pt电极、电流为12 mA、LiClO4作为盐、乙腈为溶剂时,反应效果最好。图1. 条件优化。图片来源: Angew. Chem. Int. Ed随后,作者对该类反应的底物适用性进行了考察(图2),他们发现多数不同取代基取代的硫酚反应效果较为理想,而4-甲氧基硫酚反应效果较差,产率只有38%。作者同样对不同吲哚底物的反应效果进行了考察,同样得到令人满意的底物普适性。图2. 底物拓展。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed作者随后同样尝试了其它富电子底物的反应情况(图3),证明该反应具有更为广阔的应用前景,富电子底物如芳香醚、胺、酚、吡咯、噻吩等底物均可发生反应。图3. 不同富电子底物的反应情况。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.作者还对该反应进了机理验证(图4),首先在反应体系中加入自由基抑制剂TEMPO,发现该反应完全被抑制,这说明该类反应很可能经由自由基历程;随后作者尝试对反应自由基中间体进行捕获,加入了15倍当量的P(OEt)3,得到64%的产物4a,这说明在反应体系中可能存在吲哚自由基中间体;作者接着在标准条件下不加入吲哚底物,发现反应定量得到二硫醚产物,说明在反应条件下可能存在二硫醚中间体;最后作者尝试了标准条件下吲哚与二硫醚反应,反应中额外加入甲醇作为质子源,最终以56%的产率得到偶联产物3aa,该结果表明反应中可能涉及吲哚与二硫醚的偶联过程。图4. 机理验证。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.通过对反应中二硫醚浓度的检测(图5, (a)),可以看出反应初始便生成大量二硫醚,随着反应的进行,二硫醚的浓度几乎保持不变,但只维持在40%左右的产率,这说明反应过程中二硫醚同时参与了反应。通过对原料1a及2a的循环伏安图(图5, b)的分析可以看出,在电压达到1.28 V时两者即可发生氧化,而反应过程中电压为1.8-2.2 V,因此存在以上氧化过程。图5. 反应中产物产率曲线图(a)及循环伏安图(b)。图片来源: Angew. Chem. Int. Ed.通过以上信息,作者提出该反应可能的机理。在Pt电极阳极作用下,硫酚发生单电子转移氧化成自由基,自由基随后迅速二聚成二硫醚。同时,在Pt电极阳极作用下,N-甲基吲哚也被氧化成吲哚自由基中间体与硫自由基或二硫醚反应,进而去质子生成偶联产物。反应过程中伴随着阴极还原硫酚产生氢气。图6. 反应机理。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.——总结——雷爱文课题组报道了电极作用下N-甲基吲哚与硫酚偶联高效构建C-S键。反应温和高效,底物适用性好,且体系简单,环境友好。期待电化学在有机合成方法学中取得越来越广泛的应用。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):Electrocatalytic Oxidant-Free Dehydrogenative C−H/S−H Cross-CouplingAngew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 3009-3013, DOI: 10.1002/anie.201700012导师介绍雷爱文http://www.x-mol.com/university/faculty/13557 (本文由Chem-Stone供稿)X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

上海有机所在不对称催化的插烯Mannich反应方向的进展

光学活性的δ-氨基-α,β-不饱和化合物不仅是具有生物活性的天然产物分子中的常见片段,也是一类重要的有机合成中间体。合成这一类化合物最简单高效的方法是利用不对称催化的二烯醇硅醚或者二烯醇金属络合物与亚胺发生 插烯Mannich反应。环状的二烯醇硅醚、二烯醇金属络合物和线型的二烯醇硅醚与亚胺的反应以插烯反应的方向进行,即生成γ-加成产物。而线型的二烯醇金属络合物和亚胺的反应则倾向于生成α-加成产物。线型的二烯醇金属络合物与亚胺的不对称催化插烯Mannich反应不能高区域选择性地进行,这一问题长期未得到很好的解决,限制了光学活性的δ-氨基-α,β-不饱和化合物的简单高效制备。 上海有机所中科院天然产物有机合成化学重点实验室殷亮(点击查看介绍)课题组的研究生(张海军、史长运和钟锋)通过大位阻的底物结合大位阻的一价铜-双膦络合物的策略,成功实现了高区域选择性的直接插烯Mannich反应。该反应具有条件温和、操作简便、底物适用范围广、催化剂负载量低且收率高、立体选择性高等特点。另外,插烯Mannich反应产物中的酰基吡唑和不饱和双键可以通过简单的反应转化为多种其他官能团。值得关注的是,通过简单地改变反应中所需的双膦配体,该催化体系可以成功应用于插二烯Mannich反应。由于反应位点e位与羰基官能团间隔四个碳原子,控制反应的对映选择性比较困难,但在该课题组报道的不对称催化的插二烯Mannich反应中,无论是区域选择性还是对映选择性都得到了很好的控制。目前该课题组关于不对称插烯反应的深入研究正在进行中。 图1 不对称催化的直接插烯Mannich反应和插二烯Mannich反应上述研究得到了中组部青年千人计划、国家自然科学基金委、上海市科委、中科院上海有机所以及中科院天然产物有机合成化学重点实验室的资助。 该论文作者为:Hai-Jun Zhang, Chang-Yun Shi, Feng Zhong, and Liang Yin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):Direct Asymmetric Vinylogous and Bisvinylogous Mannich-Type Reaction Catalyzed by a Copper(I) ComplexJ. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 2196–2199, DOI: 10.1021/jacs.6b13042导师介绍殷亮http://www.x-mol.com/university/faculty/38316 X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

北京大学余志祥课题组[5+1]反应的发展与应用

六元碳环是最为常见的碳环骨架,它存在于许多天然产物、药物、香料及农药等有机分子中。目前,最有效并广泛使用的合成六元碳环的反应是Diels-Alder反应。在今天绿色合成/原子经济合成/步骤经济合成的要求下,化学家一直在致力于发展更多合成六元碳环的反应。北京大学化学学院余志祥(点击查看介绍)课题组的主要研究方向之一是发展新的合成不同分子环系结构的成环反应,并利用这些成环反应来解决天然产物和药物分子在合成上的一些问题。到目前为此,余志祥课题组发展了一系列合成不同环系的新反应,可以用于合成四元、五元、六元、七元和八元环,从而为化学家提供高效的合成工具。在六元碳环的构建方面,余志祥课题组发展了一种[3+2+1]反应,并成功用于几个天然产物的合成。这里我们要介绍的是该课题组所发展的三类合成六元碳环的[5+1]反应及其在合成上的应用。2012年,余志祥课题组报道了铑催化剂催化的乙烯基环丙烷与一氧化碳的[5+1]环加成反应(反应a, 图1),该反应可以用于构建单个六元碳环以及5/6和6/6并环体系(Org. Lett., 2012, 14, 692);在2016年,他们发现九羰基二铁可促进烯基环丙烷与一氧化碳的[5+1]环加成反应(反应b, 图1),该反应则主要用于构建单个六元碳环(Tetrahedron, 2016, 72, 2752);另外,他们又开发了铑催化剂催化的联烯基环丙烷与一氧化碳的[5+1]环加成反应(反应c, 图1)用来合成不同取代基取代的六元碳环(Org. Biomol. Chem., 2016, 14, 5945)。图1. 余志祥课题组所发展的三类[5+1]反应合成六元碳环对于上述三种类型的[5+1]反应,余志祥课题组还实现了其中两类反应的应用(图2)。2016年他们利用本课题组发展的铑催化剂催化的联烯基环丙烷与一氧化碳的[5+1]反应作为关键反应实现了天然产物(−)-galanthamine的不对称形式全合成(Org. Biomol. Chem., 2016, 14, 5945)。同年他们通过自己课题组发展的另一类铑催化剂催化的[5+1]反应,从乙烯基环丙烷底物和一氧化碳出发,经过4步完成了(−)-mesembrine的不对称全合成(J. Org. Chem., 2016, 81, 10165)。在该天然产物的不对称合成中,他们还利用了上海有机化学研究所汤文军课题组发展的手性AntPhos配体。近期,余志祥课题组从线性的二烯炔底物出发,通过烯炔环异构化/[5+1]环加成的连续反应,完成了四氢异喹啉酮骨架的合成(Chem. Commun., 2017, 53, 2158)。如果在反应体系中不加入一氧化碳,他们可实现6/5环系的构建。这一研究的另一个亮点是,该策略可以用于构建桥头四级碳原子的6/6和6/5骨架,而这一结构一直是有机合成化学中的一个挑战。图2. 余志祥课题组运用[5+1]反应合成复杂分子和天然产物余志祥课题组希望继续发展更多的新型成环反应,并将这些反应应用于天然产物和药物分子的合成中。另一方面,他们希望全世界有更多的课题组能利用他们的成环反应来实现目标导向和功能导向的分子合成。余志祥教授简介余志祥,北京大学化学学院教授,理论和合成有机化学学术带头人,独立课题研究组组长。1987-1991,武汉大学,学士; 1994-1997,北京大学,硕士; 1997-2001,香港科技大学,博士; 2001-2004,加州大学洛杉矶分校,博士后; 2004-2008,北京大学副教授,博士生导师;2008至今,北京大学,教授,博士生导师,独立课题研究组组长,理论和合成有机化学学术带头人。余志祥教授主要从事将理论计算和有机合成相结合来研究有机化学的反应机理,发展有机合成方法,并将该合成方法学应用于天然产物与药物分子的合成。http://www.x-mol.com/university/faculty/8608参考文献:1. “Rh(I)-Catalyzed [5 + 1] Cycloaddition of Vinylcyclopropanes and CO for the Synthesis of α,β- and β,γ-Cyclohexenones”Guo-Jie Jiang, Xu-Fei Fu, Qian Li, and Zhi-Xiang Yu,* Org. Lett., 2012, 14, 692.2. “Fe2(CO)9-Mediated [5 + 1] Cycloaddition of Vinylcyclopropanes and CO for the Synthesis of α, β-cyclohexenes”Cheng-Hang Liu, Zhe Zhuan, Sritama Bose, and Zhi-Xiang Yu,* Tetrahedron, 2016, 72, 2752.3.“Rh-Catalysed [5+1] Cycloaddition of Allenylcyclopropanes and CO: Reaction Development and Application to the Formal Synthesis of (–)-Galanthamine”Cheng-Hang Liu and Zhi-Xiang Yu,* Org. Biomol. Chem., 2016, 14, 5945. 4. “A Concise Synthesis of (−)-Mesembrine”Lu-Ning Wang, Qi Cui, and Zhi-Xiang Yu,* J. Org. Chem., 2016, 81, 10165.5. “An Enyne Cycloisomerization/[5+1] Reaction Sequence to Synthesize Tetrahydroisoquinolinones from Enyne-Enes and CO”Zhe Zhuang, Chen-Long Li, Yu Xiang, Yu-Hao Wang,and Zhi-Xiang Yu,* Chem. Commun., 2017, 53, 2158. X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

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英国皇家化学会(RSC)是一个拥有175年历史的面向全球化学家的非营利会员制机构,旗下拥有43种期刊,其中很多在化学领域有很高影响力。为了进一步帮助广大读者追踪科技前沿热点,X-MOL团队与英国皇家化学会合作,推出英国皇家化学会期刊主编推荐的精彩文章快览,本期文章属“有机化学领域”,英文点评来自英国皇家化学会期刊的主编。如果大家对我们的解读有更多的补充和点评,欢迎在文末写评论发表您的高见!Organic Chemistry Frontiers (IF: 4.693)1. A chiral ion-pair photoredox organocatalyst: enantioselective anti-Markovnikov hydroetherification of alkenolsOrg. Chem. Front., 2017, Advance ArticleDOI: 10.1039/C6QO00806BA chiral ion-pair photoredox organocatalyst was reported to facilitate visible-light-meditated asymmetric anti-Markovnikov hydroetherification of alkenols with high reactivity and moderate enantioselectivity.本文报道了利用一种手性离子对光氧化还原有机分子催化剂促进可见光参与的不对称反马氏烯醇氢化成醚反应,该反应具有较高的反应活性和中等的对映选择性。限时免费阅读原文,登录后可下载扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文2. A facile approach to ketones via Pd-catalyzed sequential carbonylation of olefins with formic acidOrg. Chem. Front., 2017, Advance ArticleDOI: 10.1039/C7QO00111HAn effective palladium-catalyzed sequential carbonylation of olefins with formic acid is described. Ketones and the corresponding α,β-enones can be obtained with up to 90% yield. The reaction process is operationally simple and requires no toxic CO.本文报道了一种钯催化的烯烃与甲酸的高效连续羰基化反应,该反应可以以高达90%的收率制备酮和相应的α,β-烯酮,且操作简单,无需使用有毒的一氧化碳。限时免费阅读原文,登录后可下载扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文3. KBr/K2S2O8-mediated dibromohydration of N-(2-alkynylaryl)acetamideOrg. Chem. Front., 2017, Advance ArticleDOI: 10.1039/C6QO00840BA neighbouring group-participated metal-free dibromohydration of internal alkyne was reported by Qiu, G. and Zhou, H. et al. By employing different neighbouring groups, switchable synthesis could be achieved. The entire process of dibromohydration went under mild conditions with high regioselectivity. An insight into the reaction mechanism suggested that water served as a nucleophile to be incorporated into the acetamino group.嘉兴学院周宏伟课题组报道了一种邻位基团参与的分子内炔烃双溴水合反应,该反应不需要使用金属催化剂,通过引入不同的邻位基团可以合成不同的产物。该双溴化水合反应条件温和,具有很好的区域选择性。考察反应机理发现,反应过程中水分子作为亲核试剂可以与酰胺基团反应。限时免费阅读原文,登录后可下载扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文Chemical Science (IF: 9.144)1. Divergent enantioselective synthesis of hapalindole-type alkaloids using catalytic asymmetric hydrogenation of a ketone to construct the chiral core structureChem. Sci., 2016, 7, 4725-4729DOI: 10.1039/C6SC00686HNankai University researchers report an elegant and creative approach to the synthesis of hapalindoles, which are attracting interest as alkaloid synthetic targets due to their unique and diverse molecular architectures and broad range of biological activities.南开大学的研究人员报道了一种简单新颖的方法合成hapalindoles,该类生物碱由于独特多样的分子结构和广谱的生物活性正受到越来越多的关注。Open Access(可免费阅读原文)扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

有机光氧化还原催化:芳香烃C-H键氰基化

芳香腈化合物具有很好的生物活性,因而广泛存在于医药分子和农用化学品中(图1)。此外,芳香腈化合物还可通过水解、还原、亲核反应得到芳香羧酸、苄胺、酮/亚胺等具有潜在药物活性的分子。传统合成芳香腈化合物的方法主要包括重氮盐的Sandmeyer反应和过渡金属催化的芳基卤代物的偶联反应。近年来,也有少数文献报道了通过Rh或者Co催化的C-H键活化制备芳基腈化合物。然而这类反应需要特定的导向基团以及强碱性的锂化试剂,副产物明显且选择性尚不理想。最近,来自北卡罗来纳大学教堂山分校的David A. Nicewicz课题组报道了有机光氧化还原催化剂催化的芳香烃C-H键直接氰基化反应。该反应条件温和,底物普适性好且不需要过渡金属参与。 图1. 芳基腈化合物及其制备。图片来源:J. Am. Chem. Soc.最近,作者发现吖啶盐通过光照得到的激发态可以使芳香烃通过电子转移得到芳香烃阳离子自由基,随后能够发生C-H键胺化反应。该反应具有很好的底物普适性,并且不需要额外导向基团的引入,对于单取代苯的对位有很好的选择性。考虑到芳基腈化合物具有广泛的合成价值,他们希望将该过程应用在含有氰基的亲核试剂与芳香烃的反应中。首先他们设想,具有高还原电势的3,6-二叔丁基-9-均三甲基苯基-10-苯基吖啶四氟硼酸盐(1,E1/2red*=+2.15V vs. SCE)可能是一个理想的催化剂,激发态的1可以氧化含有多种官能团的芳香烃,得到关键的芳香烃阳离子自由基中间体(图1B),之后与氰基亲核试剂反应得到芳香腈类产物。图2. 反应条件筛选。图片来源:J. Am. Chem. Soc.作者选取二苯醚作为底物进行条件筛选(图2)。使用5 mol%的1作为催化剂,KCN或者Bu4N+CN-作为氰基来源。反应加入TEMPO自由基阻断剂,并没有目标反应发生(图2, entries 1-2)。使用极性溶剂,在气质联用仪中可以检测到微量的产物3a(图2, entries 3);随后在反应体系加入NaHCO3饱和溶液,并且更换不同的氰基来源,反应收率有所提高(图2, entries 4-6)。当使用磷酸盐缓冲溶液作为共溶剂,TMSCN作为氰基来源时,反应收率有了明显的提高(图2, entries 7-9);当缓冲溶液的pH值为9时,可以以69%的收率得到产物(对/邻位异构体比例为1.6:1);TMSCN可以在反应过程中缓慢释放出氰根负离子,有效地降低了反应体系中氰根离子的浓度。图3. 反应普适性研究。图片来源:J. Am. Chem. Soc.在得到最优条件之后,他们也对反应的底物普适性进行了考察(图3)。首先对于单取代的芳香烃底物,苯氧基和烷氧基取代的苯和萘都有较高的收率和良好的选择性(3a-3c,3f-3g);硅醚保护基在标准条件下会得到脱保护的对氰基酚类产物(3d-3e)。三取代的芳烃,均三甲苯可以以35%的收率得到唯一的氰基化产物(3h);3,5-二甲基苯甲醚能够以89%的总收率得到2-和4-位反应的产物(3i)。对于邻位二取代的芳香烃,含有烷氧基、双键、环丙烷,甚至吸电子特性的羰基、酯基、卤素等取代基,都能够以中等到优秀的收率得到烷氧基对位氰基取代的唯一产物(3i-3n,3p-3s);对于间位二取代的芳烃,产物会出现异构体(3o)。含有芳香杂环的底物在标准反应条件下也可以得到对应产物(3t-3w)。作者进一步将该反应应用于结构较为复杂的、生物活性分子中,也可以得到相应的氰基化产物,且多数反应得到单一位点取代的产物,说明该方法在药物合成和全合成化学中具有重要的应用价值(3x-3zb, 3aa)。图4. 反应可能的机理。图片来源:J. Am. Chem. Soc.最后,作者还对反应机理进行了研究(图4)。光催化剂1受到蓝光照射跃迁激发态Mes-Acr+*,此时具有很强的氧化性(E1/2red*=+2.15V vs. SCE),可以将芳烃2氧化成对应的自由基阳离子5,同时催化剂还原得到Mes-Acr• (6)。TMSCN与5反应得到环己二烯基自由基7,该中间体可以被氧原子氧化得到目标产物3,同时产生过氧化氢自由基(或者氧气)氧化自由基6得到还原态的光催化剂1,由此完成催化循环。——小结——Nicewicz课题组发展了一种使用吖啶盐作为光氧化还原催化剂催化的(杂)芳香烃C-H键氰基化反应。该反应条件温和,具有良好的底物普适性,同时也避免了活性较高的苄基位发生副反应,在全合成和药物合成化学中具有很好的应用价值。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) :Direct C−H Cyanation of Arenes via Organic Photoredox Catalysis.J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 2880-2883, DOI: 10.1021/jacs.6b12708X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

基于单电子转移的氮杂环卡宾催化的烯醛γ-二卤亚甲基化反应

在过去的十多年中,氮杂环卡宾(NHC)参与的催化反应获得了极大的关注,已逐渐成为广泛发展新反应过程的一个多功能平台。尽管该领域取得了显著的进展,但其研究主要针对基于电子对转移的反应,如最常见的是NHC结合的亲核试剂与正电性或部分正电性的亲电试剂反应。相比之下,基于单电子转移(自由基化学)的NHC催化反应研究还处于发展初期。自2008年以来,Studer、Rovis和Chi等小组的开创性研究表明,基于NHC亲核中间体的单电子氧化反应是可行的。然而,已知的过程主要都是利用活泼的氧自由基作为单电子亲电试剂,如TEMPO或硝基化合物。最近,香港科技大学的孙建伟教授(点击查看介绍)课题组利用碳自由基(如Cl3C•或Br3C•)与NHC亲核中间体反应产生新的碳-碳键,基于单电子转移过程实现了烯醛的γ-二卤亚甲基化反应。作者以烯醛1a和四氯化碳为模板底物开始研究,烯醛1a可形成NHC结合的乙烯基烯醇中间体,四氯化碳可在光参与的条件下产生Cl3C•,两者形成新的碳-碳键。在NHC催化剂和光敏剂存在的条件下,通过蓝色LED灯照射,反应以中等收率(42%)得到γ-二氯亚甲基化产物2a,该产物是由γ-三氯甲基化产物2a'消除一分子氯化氢得到的。在没有光催化剂和光照的条件下,产物2a或2a'不能生成。值得注意的是,这是首次将自由基化学与光氧化还原催化剂催化的氮杂环卡宾化学结合的工作。尽管上述想法是可行的,但是经过大量的努力并没有有效提高反应效率。于是作者用更活泼的自由基前体四溴化碳替代四氯化碳,大大促进了反应的效率。即使在没有光氧化还原催化剂和光照的条件下,也可以获得74%的收率。通过进一步反应条件的优化,他们采用4 Å分子筛作添加剂,乙醚作溶剂,产率可提高至87%。在最优反应条件下,作者对底物的适用范围进行了考察,无论γ-位是芳基还是烷基的烯醛底物都可以给出较高的产率。同时,反应也表现出良好的官能团兼容性,如烯基、硅醚基、甚至芳香醛基等都不受反应影响。在成功实现二溴亚甲基化反应之后,作者又重新考虑二氯亚甲基化反应。他利用更容易形成Cl3C•的三氯溴甲烷代替四氯化碳,令人兴奋的是,在相同的条件下,各种取代烯醛都可与三氯溴甲烷反应,并以较高的产率得到相应的二氯亚甲基化产物2a-i。作者提出了反应可能的催化机理。如图所示,NHC催化剂先与烯醛1形成Breslow中间体I,经消除和去质子化反应得到关键的乙烯基烯醇中间体II,同时释放出二氧化碳和甲醇。随后,中间体II可以通过两种途径继续反应。途径a是被四溴化碳经单电子转移途径氧化为自由基中间体III,同时生成Br3C•,两个自由基重组形成中间体IV。途径b是与Br3C•相结合形成自由基中间体V,再被四溴化碳经单子转移途径氧化成为中间体IV,同时生成Br3C•。随后中间体IV在体系生成的甲醇作用下,释放NHC催化剂,并生成γ-三溴甲基化产物,最终消除溴化氢得到目标产物。在反应中添加自由基捕获剂(如TEMPO或苯醌)可以抑制目标产物的生成,这一现象与提出的反应经历单电子转移机理相吻合。这一成果近期发表在《德国应用化学》上,文章的第一作者是香港科技大学的博士后杨文,目前就职于湖南大学。该论文作者为:Wen Yang, Weimin Hu, Xiuqin Dong, Xin Li, and Jianwei Sun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):N-Heterocyclic Carbene Catalyzed γ-Dihalomethylenation of Enals via Single Electron TransferAngew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 15783-15786, DOI: 10.1002/anie.201608371导师介绍孙建伟http://www.x-mol.com/university/faculty/7073X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

双(二氟甲基)三甲基硅负离子:Me3SiCF2H对可烯醇化酮亲核二氟甲基化的关键中间体

(二氟甲基)三甲基硅烷(Me3SiCF2H)是Ruppert-Prakash试剂(Me3SiCF3)的类似物。自从2011年中国科学院上海有机化学研究所胡金波课题组的赵延川等人首次系统研究了Me3SiCF2H作为二氟甲基负离子源,并实现了其对醛、酮、亚胺的亲核二氟甲基化反应(Org. Lett., 2011, 13, 5342),自此Me3SiCF2H广泛地用于多种二氟甲基化反应的构建中。然而由于二氟甲基的吸电子能力比三氟甲基弱,Me3SiCF2H的反应性与Me3SiCF3存在显著的差别。以Me3SiCF3进行的三氟甲基化反应在各种Lewis碱的活化下,可以顺利发生;而类似的二氟甲基化却对反应条件要求苛刻,存在明显的溶剂效应及碱效应,对适用的底物范围有所限制。例如,对芳香醛的亲核二氟甲基化需要在极性溶剂中进行,在非极性溶剂中无法进行;对双芳基酮的亲核二氟甲基化,需要使用化学计量的叔丁醇钾,而小于化学计量的氟化铯不能引发反应。长期以来,Me3SiCF2H不能高效实现对可烯醇化酮的亲核二氟甲基化。近日,该课题组陈定奔、倪传法等人在研究对可烯醇化酮的亲核二氟甲基化中,首次观察到[Me3Si(CF2H)2]- 这一超配位硅物种,通过详细的机理研究指出该物种是反应中的一个关键中间体,并且首次揭示了通常被忽略的双氟烷基超配位硅物种在氟烷基化反应中可以发挥重要作用。该小组首先研究了Me3SiCF2H在THF中被亲核试剂活化时所产生的超配位硅中间体及其二氟甲基化能力(图1a)。根据以前的报道,最初选用了CsF和t BuOK作为活化硅的亲核试剂。但是在较大的温度范围内,氟谱跟踪仅观察到二氟甲烷与Me3SiCF2H的特征峰。他们认为观察不到超配位二氟甲基硅中间体的原因可能是:二氟甲基负离子与碱金属阳离子之间有很强的相互作用,导致超配位二氟甲基硅中间体很容易分解为二氟甲基负离子,继而从溶剂THF或体系痕量的水中攫取质子生成二氟甲烷。图1.Me3SiCF2H的亲核活化(根据Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 12632整理)已有报道表明,抗衡阳离子效应可以显著影响超配位硅负离子的稳定性。因此他们决定利用冠醚作为添加剂,通过与金属阳离子络合,减弱二氟甲基负离子与金属阳离子的作用,来稳定超配位硅中间体。他们发现,当使用CsF/18-冠-6组合时,在室温下,氟谱跟踪可以观察到化学位移在大约-130 ppm出现了一个信号强度较弱的峰。当用溶解性更好的t BuOM/18-冠-6组合时,这个信号进一步增强,并且可以在较大的温度范围内观察到(图1b)。他们结合硅谱、氢谱、碳谱以及异核相关谱图数据确定该物种为五配位的双(二氟甲基)三甲基硅负离子[Me3Si(CF2H)2]-。尽管二氟甲基基团的电负性要比三氟甲基弱,但Me3SiCF2H仍然具有一定的Lewis酸性来络合二氟甲基负离子。[Me3Si(CF2H)2]-是观察到的唯一的超配位二氟甲基硅物种。反应以氘代THF作为溶剂在允许观测的范围内升高温度时,始终没有观察到二氟甲基负离子,但是观察到了氘代二氟甲烷,表明二氟甲基负离子动力学不稳定,更容易攫取质子。在确定了五配位的[Me3Si(CF2H)2]-这一中间体后,他们对其亲核二氟甲基化的能力进行了研究(图2)。当使用可烯醇化的酮作底物时,存在显著的阳离子效应:t BuOCs/18-冠-6组合可以顺利促进二氟甲基化的进行;但是t BuONa/18-冠-6组合尽管可以产生[Me3Si(CF2H)2]-,却很难发生二氟甲基化,几乎全部转化为二氟甲烷。因此阳离子作用不但影响[Me3Si(CF2H)2]-的产生,而且影响其对可烯醇化酮的反应性。在催化量t BuOM/18-冠-6引发的二氟甲基化反应中,同样存在阳离子效应。Scheme 2. 亲核二氟甲基化的阳离子效应.(根据Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 12632整理)为了弄清[Me3Si(CF2H)2]-在催化循环中的作用,他们结合变温核磁观察了催化量t BuOCs/18-冠-6引发的二氟甲基化的反应过程。他们发现,[Me3Si(CF2H)2]-的生成速率远远大于与酮的反应速率。在反应过程中,始终存在一定量的[Me3Si(CF2H)2]-,表明该中间体一直在不断地消耗和再生。使用CsF/18-冠-6组合也可以观察到[Me3Si(CF2H)2]-,当使用易得的CsF代替t BuOCs时,同样可以促进二氟甲基化反应顺利进行(图3)。该反应不但适用于烯醇化的芳香酮、脂肪酮,而且也适用于对芳香醛、脂肪醛、双芳基酮、内酯等羰基化合物的亲核二氟甲基化,反应具有很好的普适性。图3. 底物普适性生的扩展(根据Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 12632整理)最后,根据观测到的信息,他们提出了一个以五配位双(二氟甲基)硅负离子为关键中间体的自催化循环过程(图4)。首先,引发剂与Me3SiCF2H作用产生[Me3Si(CF2H)2]-,其中Cs与18-冠-6络合抑制了强碱性的二氟甲基负离子产生,进而稳定该中间体,有利于进行羰基加成而不是发生烯醇化过程。加成得到的烷氧基负离子作为新的亲核试剂与Me3SiCF2H作用得到产物,由此循环产生[Me3Si(CF2H)2]-。实验发现,由于[Me3Si(CF2H)2]-的产生速率远远大于对羰基的加成反应速率,烷氧基配位的超配位二氟甲基硅中间体直接对底物二氟甲基化的可能性不大。因此二氟甲基化的机理不同于常规理解的三氟甲基化反应的机理。图4. 反应可能的机理(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 12632)综上所述,本文作者利用抗衡阳离子调控的策略实现了Me3SiCF2H对可烯醇化酮的高效亲核二氟甲基化反应,该试剂是一种温和的二氟甲基化试剂。除此之外,作者首次观察到[Me3Si(CF2H)2]-作为反应中的关键中间体,可以降低游离的二氟甲基负离子的强碱性,从而揭示出通常被忽略的超配位双(氟烷基)硅负离子在氟烷基化中可以发挥重要作用。这一成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上,文章第一作者陈定奔,台州学院副教授,从2014年9月开始,在胡金波研究员指导下进行博士后研究,主要从事亲核氟烷基化反应及其机理的研究工作。该论文作者为:Dingben Chen, Chuanfa Ni, Yanchuan Zhao, Xian Cai, Xinjin Li, Pan Xiao, and Jinbo Hu*. 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):Bis(difluoromethyl)trimethylsilicate Anion: A Key Intermediate in Nucleophilic Difluoromethylation of Enolizable Ketones withMe3SiCF2HAngew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 12632-12636, DOI: 10.1002/anie.201605280X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

上海有机所张新刚组Nature Chem.:从制冷剂到二氟甲基化试剂,挑战与突破

含氟有机化合物常常表现出非氟有机化合物所不具备的理化特性,这种被称为“fluorine magic”的特殊效应吸引着许多化学工作者为之锲而不舍地努力。含氟有机化合物在医药、农药和材料领域具有十分广泛而重要的应用。近年来,发展与之相关的高效引氟方法和手段,受到了合成化学家们的高度关注。在过去的十几年中,一系列的氟化和氟烷基化方法相继见诸报道,极大推动了有机氟化学的发展。如何利用廉价易得的原料开展高效的氟化及氟烷基化反应同样成为研究者关注的问题。最近,中国科学院上海有化学研究所有机氟化学重点实验室的张新刚(点击查看介绍)研究团队在Nature Chemistry发表论文,首次成功实现利用廉价工业原料一氯二氟甲烷(ClCF2H)对芳香化合物的直接二氟甲基化(图1b-c)。该工作由团队成员冯璋博士、闵巧桥、付夏平共同完成。图1. ClCF2H的化学转化。图片来源:Nature Chem.二氟甲基(CF2H)通常被认为是羟基和巯基的生物电子等排体,选择性地向生物活性分子的芳香环中引入二氟甲基可以显著提高它们的生物代谢稳定性和口服生物利用度等性质,因此对生物活性分子的二氟甲基化已成为改造其生物活性的一种有效手段。但已发展的方法均使用价格昂贵的二氟甲基化试剂,其制备均需要以氟卤代烷烃为原料(例如ClCF2H、BrCF3等)进行多步合成。从原子、步骤经济性和成本效率来讲,简单小分子氟烷烃ClCF2H无疑是一种理想的二氟甲基化试剂。ClCF2H(别名R22)作为氟利昂家族的一员,曾经是使用量最大、范围最广的一类传统制冷剂。近年来在各国环保政策调整的作用下,R22作为制冷剂的用量逐年减少。为了开发R22的新用途,化学家开展了大量的研究工作。目前,R22作为重要、大宗、廉价的氟化工原料(8-10元/千克)主要用于制备如聚四氟乙烯等含氟聚合物。而到目前为止,利用R22直接对芳香化合物进行二氟甲基化仍然是个挑战,一直没有实现(图1a)。张新刚研究团队在长期研究过渡金属催化的氟化反应基础上(J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 4506; Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 1669),通过自己发展的策略,实现了溴二氟乙酸乙酯对芳基硼酸的二氟甲基化反应,该工作首次发现了钯催化下经历二氟卡宾的途径(Org. Lett., 2016, 18, 44)。尽管目前二氟卡宾的金属络合物已经得到分离表征,但是利用二氟卡宾金属中间体进行催化的反应却存在很大挑战。张新刚研究团队结合R22易分解为二氟卡宾的性质,在上述工作的启发下以Pd2(dba)3(5 mol%)为催化剂、 Xantphos为配体、对苯二酚为添加剂、K2CO3作为碱,首次成功实现了ClCF2H对(杂环)芳基硼酸(酯)的二氟甲基化,为ClCF2H的高效转化提供了新的模式(图2)。该反应高效简洁、底物普适性广、氟化试剂成本低廉、具有良好的官能团兼容性,反应对含氮杂环化合物以及复杂生物活性的分子均适用。图2. 底物拓展与复杂分子的后期氟烷基化修饰。图片来源:Nature Chem.同时,该反应还可以对生物活性分子进行选择性C-H键硼化/二氟甲基化(图3)以及实现对生物活性分子代谢位点进行后期氟烷基化修饰,即使是克级规模的反应也可以取得良好收率,从而为药物研发提供了高效简便的方法。图3. 生物活性分子的后期氟烷基化修饰。图片来源:Nature Chem.初步的机理研究表明,该反应经历了二氟卡宾的途径。其中以芳基钯络合物PhPd(Xantphos)I (D)为催化剂的反应生成了二氟亚甲基的插碳产物3a,表明反应中有二氟卡宾生成(图4a)。此外,通过反应中间体捕获也观察到了二氟卡宾钯中间体,表明催化循环中可能存在二氟卡宾钯[Pd=CF2]物种。氘代实验和一系列对比实验表明该反应中芳基硼酸、ClCF2H以及对苯二酚都可以作为质子源形成最终产物(图4b),其中添加剂对苯二酚对反应的启动至关重要,它可能扮演了质子穿梭载体和配体的作用。目前,对于机理的深入研究以及相关反应正在进行之中。图4. 初步机理研究。图片来源:Nature Chem.——总结——上海有机所张新刚团队成功实现了以廉价工业原料R22为氟化试剂对芳香化合物的催化二氟甲基化反应。该反应高效廉价、具有良好的底物普适性,反应能够对一系列生物活性分子进行后期氟烷基化修饰,在有机合成以及药物改造中具有良好的应用前景。同时,该反应不仅为含氟工业原料的高效转化提供了新思路,也为过渡金属催化下二氟卡宾参与的反应研究提供了新的借鉴和启发。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) :Chlorodifluoromethane-triggered formation of difluoromethylated arenes catalysed by palladium Nature Chem., 2017, DOI: 10.1038/NCHEM.2746导师介绍张新刚http://www.x-mol.com/university/faculty/15617课题组主页http://www.sioc.cas.cn/xwzx/kyjz/201703/t20170315_4759461.htmlX-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

光氧化还原催化剂催化炔烃的自由基马氏选择性加成反应

炔烃的自由基加成反应在有机合成中有着广泛的应用。加成过程中因为Kharasch效应的影响,往往只会得到反马氏的加成产物(图1a)。如何调节自由基加成位点,实现自由基的马氏选择性加成是一个具有很大挑战的科学问题。此外,α-烯基砜类化合物具有较大的应用价值,在部分药物及天然有机分子中广泛存在,然而其合成的方法却是寥寥无几。目前的合成方法集中于贵金属的使用或者经历多步合成,金属残余、繁杂合成步骤、原料的过量消耗等缺点限制了该类方法在工业上的应用。因此,寻找简单、高效合成α-烯基砜类化合物的方法有着重要的研究价值。近日,武汉大学高等研究院的雷爱文教授(点击查看介绍)课题组在Angewandte Chemie International Edition上发表重要文章,首次报道了光催化条件下炔烃的自由基马氏选择性加成,以硫亲核试剂与末端炔烃为反应底物,高效高选择性构建了α-烯基砜类化合物,对自由基加成反应的位点选择性控制提供了新的策略(图1b)。论文的通讯作者为雷爱文教授,第一作者为博士研究生王华敏。图1. 末端炔烃的自由基加成反应自由基交叉偶联反应在近年来取得了较大发展,这一富有创意的合成策略成为构建化学物质的新颖手段,为解决很多合成化学上的问题提供了可能性。基于自由基交叉偶联的启示,作者通过光催化方式,使用对甲基苯亚磺酸与苯乙炔作为反应模板优化条件。经过优化,反应只需要1 mol%的曙红(廉价的光敏剂)及化学计量的碳酸钾,在可见光照射下反应3个小时便可以以单一的选择性得到82%的马氏加成产物。在最优的反应条件下,作者考察了反应的底物适用性(图2)。首先他们考察了炔烃的底物适用范围,电子效应对于反应有着微弱的影响。值得一提的是,含有未保护氨基基团的底物可以兼容于反应中。该类底物使用以往生物方法合成时涉及到含氮基团的保护和脱保护,步骤繁杂,大大降低了合成效率。此外,芴及二苯并噻吩类炔烃同样适用于该反应体系。其它含各类基团的芳香环、芳香杂环及脂肪族炔烃都可以以较好的收率得到相应的α-烯基砜类化合物。他们接着对亚磺酸底物进行考察,吸电子基团及给电子基团都可以得到较高的产率,芳香杂环亚磺酸也可以很好兼容。该反应底物适用范围广,官能团兼容性好,相比之下部分底物用以往的方法则较难合成。图2. 底物拓展作者设想通过自由基交叉偶联策略调控加成位点。炔烃的自由基加成反应会倾向于生成稳定的自由基中间体,因此优先发生反马氏加成得到更加稳定的α-烯基碳自由基(相比于β-烯基碳自由基)。作者利用光氧化还原催化剂催化的方式通过单电子转移生成α-烯基碳自由基,接着由体系中产生的磺酰自由基与α-烯基碳自由基交叉偶联得到马氏选择性产物。为了验证反应机理,作者设计了多个控制实验,并使用在线仪器设备监测反应历程。首先,向反应体系中添加自由基抑制剂(TEMPO及BHT),反应过程受到抑制。这一结果说明反应可能经历了自由基过程(图3a)。此外,加入亚磷酸三乙酯捕获得到α-烯基碳自由基,进一步验证了对反应的猜想,即体系中可能存在α-烯基碳自由基(图3b)。图3. 控制实验作者还分别使用了EPR、Operando IR等仪器对反应进行监测,进一步说明了反应可能经过自由基交叉偶联过程(图4)。图4. 在线红外实验及电子顺磁实验基于上述研究,作者提出了如下反应机理,整个反应主要经过一个自由基交叉偶联的过程,实现了单一的马氏选择性,最终得到α-烯基砜类化合物(图5)。图5. 推测的反应机理为了进一步考察该方法的潜在应用价值,作者设计了克级的放大规模实验 (图6a),该方法同样可以应用于α-烯基硫醚类化合物的合成(图6b)。图6. a) 放大规模实验;b)拓展实验——总结——通过光氧化还原催化剂催化的方式,作者实现了炔烃的自由基马氏选择性加成反应。这一成果不仅可以高效合成多种多样的α-烯基砜类化合物,同时也为自由基加成反应的位点选择性控制提供了新的思路。该论文的作者为:Huamin Wang, Qingquan Lu, Chien-Wei Chiang, Yi Luo, Jiufu Zhou, Guangyu Wang, and Aiwen Lei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):Markovnikov-Selective Radical Addition of S-Nucleophiles to Terminal Alkynes via Photoredox ProcessAngew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 595 –599, DOI: 10.1002/anie.201610000雷爱文教授简介雷爱文,武汉大学高等研究院副院长,化学与分子科学学院教授。1995年于淮北煤师范学院取得学士学位,2000年于上海有机所取得博士学位,2000-2003年于宾夕法尼亚州立大学张绪穆教授课题组攻读博士后,2003-2005在斯坦福James P. Collman课题组担任助理研究员。2005年就职于武汉大学。2010年,获国家杰出青年基金;2014年,教育部长江学者特聘教授;2015年成为英国皇家化学会会士,现任武汉大学高等研究院副院长。研究领域是:1.小分子(如O2, N2O, H2O2,NH3, ClO2-等)的活化,旨在发展高效、绿色和环境友好的合成方法学;2.发展过渡金属催化的高选择性、高效性的碳-碳、碳-杂原子键形成的方法;3.金属酶的作用机制以及活性中间体的研究,例如亚氯酸盐岐化酶、细胞色素P450和过氧化酶;4. 机理研究,包括动力学及活性中间体的研究;5. 纳米催化至今在相关领域以通讯作者发表SCI论文220余篇,其中在Nat. Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed、Science Adv 共发表论文近60篇。雷爱文http://www.x-mol.com/university/faculty/13557课题组主页http://aiwenlei.whu.edu.cn/Main_Website/X-MOL有机领域学术讨论QQ群(450043083)

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