開發高效便捷的方法,特別是利用“一鍋法”多組分串聯反應實現分子結構重組,以廉價易得但惰性的原料快速構建復雜分子,是當前有機合成領域的一項重大挑戰。其中,甲酰胺類化合物因其易得性而受到廣泛關注,但其固有的共振穩定性使得活化十分困難;尤其實現其C=O鍵的選擇性斷裂和重構,更是酰胺類化合物轉化的核心難題之一。
圖1卡賓介導甲酰胺的氧轉移多米諾反應構建α-氨基酮結構
中國科學院上海有機化學研究所金屬有機化學全國重點實驗室王曉明課題組致力于多金屬物種參與的反應體系的研究,包括仿酶的雙多核金屬催化和金屬物種的現場簇集和催化等。近日,該課題組與上海交大/上海有機所丁奎嶺課題組、上海有機所薛小松課題組合作,采用雙核銠/Xantphos或銠-鈀雙金屬催化體系下,實現了重氮化合物與烯丙基底物在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為反應物及反應溶劑的三組分反應(圖一;Nat. Chem. 2025,10.1038/s41557-025-01834-8)。當以苯基酯基重氮化合物和α-重氮酮化合物作為反應底物時,該類型反應可分別得到骨架重構的α-氨基酮衍生物以及多取代環戊烯酮衍生物。通過機理研究結合理論計算表明,該三組分反應以接力的多米諾反應的方式進行,涉及卡賓與甲酰胺羰基的環化、環氧的基團遷移重排、烯丙基取代等多步過程,實現了卡賓的碳碳重構及甲酰胺C=O鍵的活化轉化,為復雜分子合成提供了新途徑。
該工作得到科技部、國家自然科學基金委、上海有機所以及金屬有機化學全國重點實驗室的大力資助。