热点研究

「Spotlight Research」光诱导Pd催化丁二烯的1,4-氨基芳基化

作者:石油醚

本期热点研究,我们邀请到了本文第一作者,来自马克思普朗克煤炭研究所的蔡援博士为我们分享。

2024年2月9日,Angew在线发表了来自马克思普朗克煤炭研究所Tobias Ritter教授课题组题为「1,4-Aminoarylation of Butadienes via Photoinduced Palladium Catalysis」的研究论文。本论文中,作者实现了光诱导Pd(0)催化丁二烯与芳基卤化物和脂肪胺的1,4-氨基芳基化反应。机理研究表明:该方法经历光诱导的Pd(0)-Pd(I)-Pd(II)-Pd(0)过程 。

“1,4-Aminoarylation of Butadienes via Photoinduced Palladium Catalysis

Yuan Cai, Gaurav Gaurav, Tobias Ritter*

Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202311250. doi:  10.1002/anie.202311250”

Q1. 请对1,4-Aminoarylation of Butadienes via Photoinduced Palladium Catalysis”作一个简单介绍。

这份工作主要是关于烯丙胺的合成,用的是廉价易得的原料,包括芳基卤代物、丁二烯和脂肪胺,用的策略是Gevorgyan等人发展的光诱导的钯催化。反应条件是在传统的钯催化的基础上予以光照,导致激发态的Pd(0)还原能力大大增强,室温下即可对芳基卤代物进行单电子还原,从而使该反应可以在室温下实现。反应的化学、区域和立体选择性都很高。我们也将该方法用在了一种抗心律不齐药Clofilium的合成上。另外,在高温下(100‒130 oC)不予以光照,这个反应也可以发生,Heck早在1978年便报道了该反应,但是并没有引起太大的关注,主要是因为高温下会有大量的Heck副产物以及丁二烯的调聚产物(telemerization)生成,对收率、后续纯化以及官能团耐受性都有很大影响。

Q2. 有关本次研究的时候遇到过怎样的困难呢?又是怎样克服的呢

困难主要在文章的写作上,如何与之前的工作区分开并体现这项研究的价值,因为光诱导的钯催化以及烷基卤做原料都是有报道的。我们在反应的设计部分,用了大量的文字来分析,与烷基卤代物相比,芳基卤代物作为芳基自由基前体的几个难点,也得到了审稿人的认可。

Q3. 本次研究主体,有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢?

我们在机理研究上面花了不少精力,现在也不太清楚芳基自由基产生的具体机理,目前认为可能是卤原子转移和单电子转移混合的过程。另外一个比较闹心的地方是这篇文章漫长的审稿周期,前后花了大概半年时间。

Q4. 将来想继续研究化学的哪个方向呢?

可能主要还是合成方法学,利用光化学、过渡金属催化以及不对称催化等,高效合成一些有用的分子。另外,个人觉得新反应的发现固然重要,但是反应的实用性和经济性同样非常重要。所以,不管是新反应还是老反应,都希望能把反应的实用价值做出来,最好能够产业化。

Q5. 最后,有什么想对各位读者说的吗?

想借用NBA 球员乔丹-普尔的话:任何事都要尽自己所能做到最好,每个人的上限,你的上限,我的上限均有所不同。我不会拿自己和你或者他做比较,我会拿自己和自己比较。我的油箱里还有油吗?我能再努力些吗?我还能变得更好吗?

作者教育背景简介

教育背景:

2021-至今 马克思普朗克煤炭研究所(博士后, Tobias Ritter教授)

2017-2020上海有机化学研究所(博士,施世良研究员)

2016-2017武汉大学(研究助理,周强辉教授)/上海有机化学研究所(研究助理,施世良研究员)

2013-2016 武汉理工大学(硕士, Francis Verpoort教授)

2009-2013 武汉理工大学(学士, Francis Verpoort教授)

获奖经历:

洪堡学者(2022)

上海市优秀毕业生(2020)

博士生国家奖学金(2019)

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