以醇或酰胺這類(lèi)穩(wěn)定且廉價(jià)的原料，通過(guò)C-H活化構(gòu)建生物活性分子中關(guān)鍵的C(sp2)-O/N鍵一直是研究熱點(diǎn)。自2004年Sanford報(bào)道鈀催化苯并[h]喹啉鄰位C-H烷氧基化以來(lái)，盡管已發(fā)展出多種C(sp2)-O/N鍵的構(gòu)建策略，但這些方法大多局限于在導(dǎo)向基的鄰位進(jìn)行官能化。間位C(sp2)-O/N結(jié)構(gòu)單元的合成仍然充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。 由余金權(quán)團(tuán)隊(duì)基于Catellani反應(yīng)首次提出的降冰片烯介導(dǎo)的芳烴間位C-H官能化策略，因其無(wú)需精確設(shè)計(jì)復(fù)雜的遠(yuǎn)程導(dǎo)向基團(tuán)，即可高選擇性地實(shí)現(xiàn)間位修飾而備受關(guān)注。然而，由于可用于間位官能化的親電試劑種類(lèi)有限且部分試劑合成難度較大，該反應(yīng)尚未得到大規(guī)模應(yīng)用。此外，在Catellani反應(yīng)中，目前也尚未有使用親核試劑代替親電試劑來(lái)實(shí)現(xiàn)C-H官能團(tuán)化的先例。 近日，蘭州大學(xué)梁永民教授、劉雪原教授和西北師范大學(xué)張博生副教授合作，以醇和酰胺為原料，通過(guò)原位極性翻轉(zhuǎn)策略，利用鈀降冰片烯協(xié)同催化實(shí)現(xiàn)了芳烴間位烷氧化和酰胺化。
在最佳反應(yīng)條件下，作者對(duì)底物芳烴、醇以及酰胺的官能團(tuán)兼容性進(jìn)行了系統(tǒng)考察。結(jié)果表明，這些底物均能以較為理想的產(chǎn)率生成目標(biāo)化合物。 此外，鑒于羥基或酰胺基在藥物和天然產(chǎn)物等生物活性分子中廣泛存在，為了給藥物后修飾提供更多的途徑，作者將含有羥基或酰胺基的甾體化合物、糖基化合物、以及藥物分子通過(guò)反應(yīng)引入到芳烴的間位，合成了一系列常規(guī)策略難以合成的復(fù)雜生物活性分子衍生物。 文中作者巧妙開(kāi)發(fā)了一種方法，能夠在溫和條件下將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的導(dǎo)向基高產(chǎn)率地轉(zhuǎn)化為醛基。這一策略不僅實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)向基的高效脫除，還顯著提升了反應(yīng)的實(shí)用性，為后續(xù)合成提供了更多便利。 在機(jī)理研究方面，作者通過(guò)密度泛函理論（DFT）和控制實(shí)驗(yàn)研究了在催化循環(huán)中高價(jià)碘試劑的作用。結(jié)果表明，高價(jià)碘試劑不僅可以誘導(dǎo)醇和酰胺極性反轉(zhuǎn)，而且還與芳基-降冰片烯基-鈀環(huán)中間體氧化加成形成Pd（IV）中間體，這是實(shí)現(xiàn)間位烷氧化或酰胺化的關(guān)鍵。 論文信息 Palladium-Catalyzed Meta C─H Alkoxylation and Amidation via Polarity Reversal of Nucleophilic Reagents Xiao-Ping Gong, Heng Yue, Ning Liang, Yu-Yong Luan, Rui-Qiang Jiao, Xi Chen, Yan-Chong Huang, Tian Ding, Dr. Bo-Sheng Zhang, Prof. Dr. Xue-Yuan Liu, Prof. Dr. Yong-Min Liang 該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的大力支持，蘭州大學(xué)的博士生鞏小平是該論文的第一作者。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202501648
