热点研究

「Spotlight Research」铑催化的分裂交叉偶联SXC(split cross-coupling)

作者:石油醚

本期热点研究,我们邀请到了本文第一作者,来自芝加哥大的于丛军博士为我们分享。

2024年3月11日,Nature Catalysis在线发表了来自美国芝加哥大学University of Chicago董广彬课题组题为「Split cross-coupling via Rh-catalysed activation of unstrained aryl–aryl bonds」的研究论文。本论文中,作者以铑催化的分裂交叉偶联SXC(split cross-coupling)策略,通过“裂解”2,2′-双酚化合物的非张力芳基-芳基键,其与不同的芳基碘化物发生双芳基化反应,实现一系列邻位芳基化苯酚产物的合成。此外,分裂交叉偶联SXC与C-H活化过程相结合,成功实现一系列非对称2,6-二芳基化苯酚的合成。机理研究表明,反应中Lewis酸共催化剂的加入可以有效加速还原消除过程。值得注意的是,该方法为其它C-C活化反应的发展提供了新的思路。

“Split cross-coupling via Rh-catalysed activation of unstrained aryl–aryl bonds

Congjun Yu, Zining Zhang, Guangbin Dong*.

Nat. Catal., 2024, doi:  10.1038/s41929-024-01120-9.”

Q1. 请对Split cross-coupling via Rh-catalysed activation of unstrained aryl–aryl bonds”作一个简单介绍。

无张力的C(芳烃)—C(芳烃)键是最惰性的化学键之一。这一类化学键的活化转化是合成化学领域的重大挑战。我们通过双齿膦导向作用,利用铑催化剂实现了联苯酚类化合物的C(芳烃)—C(芳烃)键的断裂并与碘苯偶联。这个反应的实现不仅是非张力C—C活化的重大突破,还开辟了一种新的偶联反应形式。我们把它叫做“Split-Cross-Coupling”(SXC)。

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

其实对于这个反应,C—C的切断我们早期就证明可行,关键是切断后怎么实现转化,就是怎么跟其他化合物(例如碘苯)形成新的C—C键。这一个过程,我筛选了大量的条件,做了很多机理研究,期间一度没有任何进展。最终,一个有机还原剂(TDAE)的使用实现了这个突破。回头看,我觉得除了大量筛条件,更重要的是要不断回头分析已有的数据,有目的的做文献调研。TDAE的使用,就是我当时停下来,经过一些文献调研和思考后获得的突破。

Q3. 本次研究主体,有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢?

我感觉每个课题的完成过程都是一样的,都要经历一些挫折,都会有很难推进的阶段。这个课题也不例外。我决定做的每个课题一定都是我非常感兴趣的,它不一定能发好文章,但只要是我感兴趣的,在做的过程中,遇到再大的挫折和困难,我不会觉得辛苦。

Q4. 将来想继续研究化学的哪个方向呢?

我目前对惰性键活化还是挺感兴趣的。我的思路可能更多的是寻找新的催化剂来实现难以活化转化的化学键,比如从主族元素里寻找新的催化剂。

Q5. 最后,有什么想对各位读者说的吗?

做自己喜欢做的

作者教育背景简介

教育背景:

2021-至今      博士后,美国,芝加哥大学。

2017 – 2020     博士,德国,亚琛工业大学。

2013 – 2016     硕士,中国,中科院上海有机化学研究所。

2009 – 2013     本科,中国,上海师范大学。

获奖经历:

优秀自费留学生奖学金

Borchers-Plakette奖章

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