北理工團隊在金催化炔烴1,2-雙官能化領域取得重要進展
發(fā)布日期:2025-09-25 供稿:材料學院 攝影:材料學院
編輯:劉曉雪 審核:程興旺 閱讀次數:
近日,北京理工大學夏中華團隊在金催化炔烴1,2-雙官能化領域取得重要進展,相關研究成果以“Gold-Catalyzed Intermolecular 1,2-Difunctionalization of Alkynes with Aryl Iodides”為題發(fā)表在國際知名期刊《ACS Catalysis》上。該工作以北京理工大學為第一通訊單位,北京理工大學夏中華研究員和中國科學院廣州生物醫(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。
金經常被用作活化不飽和鍵,尤其是炔烴,可以實現炔烴的氫化官能化(圖1A),后續(xù)通過外加氧化劑、光催化、電催化以及配體促進等方法,實現了金催化的交叉偶聯反應(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,可以實現與傳統過渡金屬(Pd、Cu、Ni)不同的反應模式。然而,在溫和條件下實現金催化的芳基鹵化物與炔烴的三組分雙官能化反應報道相對較少。這主要面臨四個方面的挑戰(zhàn):1)競爭性的氫化官能化;2)直接交叉偶聯;3)催化劑失活;4)立體選擇性差等問題。為了解決這些挑戰(zhàn),近日北京理工大學夏中華團隊報道了配體促進的金催化芳基碘化物與炔烴的1,2-雙官能化反應。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
在一系列機理實驗和DFT計算的基礎上,作者提出了可能的反應機理(圖3):該反應經歷了金(I)/金(III)與芳基碘化物的氧化加成和炔烴π-活化結合的路徑。

圖3. 可能的反應機理
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,為合成α-芳基酮提供了一種新的、高效且直接的方法,同時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家自然科學基金和北京市自然科學基金的支持。
文章全文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.5c03719
附通訊作者簡介:
夏中華,北京理工大學研究員,博士生導師。中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院碩士,導師朱強;法國索邦大學Sorbonne Université博士,導師Louis Fensterbank;日本東京大學特任研究員Project Researcher,合作導師Shū Kobayashi。夏中華研究員課題組研究領域包括:1)金/光催化的新反應及其在藥物中的應用,2)合成新型阻燃材料與防污材料及其應用等。以第一作者或通訊作者在國際權威期刊發(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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