文章内容

　　本报讯 近日，材料与化学化工学院 / 有机硅化学及材料技术教育部重点实验室叶飞博士与德国莱布尼茨催化 研 究 所 Matthias Beller 教 授、Helfried Neumann 博士合作在快速构建含氟螺环化合物方面取得新进展，相关研究成果“The role of allyl am-monium salts in palladiumcat-alyzed cascade reactions towardsthe synthesis of spiro-fused hete-rocycles”以杭师大为第一作者单位发表 在 Nature Communications（IF：12.121）上。
　　研究表明，发展新型的化学转化方法实现复杂分子的快速构建将为生命和材料科学领域带来巨大的创新潜力，其中，过渡金属催化多级串联反应是一种有效的策略。与传统的连续反应过程相比，它不仅改善了反应步骤经济性，减少了反应后处理和纯化过程产生的废物废液，同时以可持续的方式快速构建复杂的有机分子。然而，如何开发促进所有转化过程的高效且通用催化剂体系？如何实现匹配良好的底物与催化体系的兼容？如何实现全部单个反应步骤都具有高化学选择性，区域选择性和立体选择性……一系列问题有待解决。
　　自 1970 年以来，钯催化形成 C-C键是有机化学中最热门的研究领域。近年来，研究表明分子内的 Heck 反应可形成具有季碳中心的钯复合物中间体，这类中间体经过进一步分子内 C-H活化及后续转化，可得到具有独特生物活性的螺环化合物。然而，现有方法需对起始原料进行预合成。
　　团队假设，通过结合三个（或四个）钯催化偶联的过程，即 Tsuji-Trost和 Heck 反应，进行选择性的 C-H 活化（或炔烃插入），可获得复杂的螺环有机分子。基于此设想，在探索快速构建新型氟取代复杂有机分子的过程中，研究团队设计了一种通用且高效的合成螺环稠合杂环化合物的串联反应，反应涉及烯丙基取代（SN2’）、钯催化分子内 Heck 反应和 C-H 键活化，随后，经还原消除则获得 5,4- 螺杂环化合物，或经炔烃插入则获得 6,5- 螺杂环化合物。值得注意的是，良好的底物（烯丙基季铵盐）以及通用的钯催化剂体系（AlkylPAd2/PdBr2）对于反应的成功至关重要。
　　有机硅实验室叶飞博士为文章第一作者，Matthias Beller 教授为文章通讯作者，杭州师范大学为第一通讯单位。该研究工作获得国家自然科学基金项目资助。