世界著名化学家Mark Lautens

世界著名化学家

世界著名化学家Mark Lautens

Mark Lautens，1959年7月，多伦多大学杰出教授

教育经历

1981年，圭尔夫大学，本科
1981年，威斯康星大学，获博士学位，指导老师 B. M. Trost教授

工作经历

1985-1987年，哈佛大学， D. A. Evans组从事博士后研究
1987-1992年，多伦多大学，助理教授
1992-1995年，多伦多大学，副教授
1995-1998年，多伦多大学，教授
1998年-至今，多伦多大学，有机合成阿斯利康教授
2003-2013年，自然科学工程研究委员会、默克弗罗斯特工业研究主席
2012-至今，多伦多大学特聘教授
2013-2023年，多伦多大学杰出教授

所获荣誉

2001年，加拿大皇家学会会员Royal Society of Canada
2006年，加拿大化学会艾尔弗雷德贝德奖
2006年，美国化学会科普亚瑟作者奖（Arthur C. Cope Scholar Award）
2011年，英国皇家化学学会佩德勒奖
2011年，英国皇家化学学会会士
2013年，加拿大总督奖章
2016年，圭尔夫大学荣誉博士
2017年，多伦多大学研究生院杰出博士生导师

研究概要

C-H Activation

Lautens教授在这一领域的工作主要是基于Catellani反应而发展了一系列环化的方法，通过卤代烃的端基修饰，通过分子内Heck、Buchwald偶联反应等合成了多样的稠环甚至多元并环的杂环结构¹。

图1. 碳氢键活化

Enantioselective Desymmetrization

在这一方向的工作主要是铑催化对映选择性不对称反应，最经典的便是铑催化氧杂和氮杂降冰片烯的开环反应，对映选择性合成部分氢化的萘酚或萘胺产物，为这类化合物的手性合成提供了方法²。

图2. 铑催化不对称开环反应

Domino Heck Anion Capture Cascade

Lautens教授等³利用钯催化卤代烃与远程的端基烯烃发生分子内的Heck偶联反应形成新的碳碳键，从而形成烷基钯中间体，该中间体可以经β-H消除得到具有环外双键的稠环结构；该中间体也可以继续与亲核试剂反应，经还原消除得到含有季碳中心的稠环结构。

图3. 分子内Heck反应

Multicomponent Reactions

Lautens教授等⁴利用多金属催化剂协同催化的策略，开发有序的多组分反应，根据不同反应的反应速率的不同，对反应的有序性进行控制，比如下面这个铑与钯催化一步合成二氢喹啉衍生物的反应，在该反应中，芳基硼酸既可以发生铑催化的氢芳基化反应，也可以发生钯催化的铃木偶联、Buchwald偶联反应，但是铑催化的氢芳基化反应速率更快，因此该反应实际先发生铑催化的氢芳基化反应，再经钯催化的Buchwald偶联反应关环得到二氢喹啉衍生物。

图4. 多金属催化多组分反应

文献：

（a）A new route to fused aromatic compounds by using a palladium-catalyzed alkylation – AlkenylationsequenceLautens, M; Piguel, S Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 1045-1046. 10.1002/(SICI)1521-3773(20000317)39:6<1045::AID-ANIE1045>3.0.CO;2-Q. (b) Palladium-catalyzed sequential alkylation-alkenylation reactions. Application to the synthesis of 2-substituted-4-benzoxepines and 2,5-disubstituted-4-benzoxepines Lautens, M; Paquin, JF; Piguel, S J. Org. Chem. 2002, 67, 3972-3974. DOI: 10.1021/jo025730z. (c) A palladium-catalyzed alkylation/direct arylation synthesis of nitrogen-containing heterocycles Blaszykowski, C; Aktoudianakis, E; Adberico, D; Bressy, C; Hulcoop, DG; Jafarpour, F; Joushaghani, A; Laleu, B; Lautens, M J. Org. Chem. 2008, 73, 1888-1897. DOI: 10.1021/jo702052b. (d) Synthesis of benzannulated N-heterocycles by a palladium-catalyzed C-C/C-N coupling of bromoalkylaminesThansandote, P; Raemy, M; Rudolph, A; Lautens, M Org. Lett. 2007, 9, 5255-5258. DOI: 10.1021/ol702472u.
(a) Lautens, M.; Fagnou, K.; Hiebert, S., Transition Metal-Catalyzed Enantioselective Ring-Opening Reactions of Oxabicyclic Alkenes. Accounts of chemical research 2003,36 (1), 48-58.DOI: 1021/ar010112a.(b) Zhang, L.; Le Christine, M.; Lautens, M., The Use of Silyl Ketene Acetals and Enol Ethers in the Catalytic Enantioselective Alkylative Ring Opening of Oxa/Aza Bicyclic Alkenes. Angew. Chem. Int. Ed. 2014,53 (23), 5951-5954.DOI: 10.1002/anie.201400218.
(a) Diastereoselective Palladium-Catalyzed Arylcyanation/Heteroarylcyanation of Enantioenriched N-Allylcarboxamides Yoon, H.; Petrone, D.A.; Lautens, M. Org. Lett. 2014, 16, 6420–6423. DOI: 10.1021/ol503243a. (b) Dearomative Indole Bisfunctionalization via a Diastereoselective Palladium-Catalyzed Arylcyanation Petrone, D.A.; Yen, A.; Zeidan, N.; Lautens, M. Org. Lett. 2015, 17, 4838-4841. DOI: 10.1021/acs.orglett.5b02403.
(a) Panteleev, J.; Zhang, L.; Lautens, M. Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 9089- 9092. DOI: 10.1002/anie.201103692 (b) Zhang, L.; Panteleev, J.; Lautens, M. J. Org. Chem. 2014, 79, 12159-12176.DOI: 10.1021/jo502074s.