华南理工大学祝诗发教授Chem：过渡金属催化分子内羰基对炔基亲核加成反应研究的进展

炔羰基化合物，特别是炔醛和炔酮，是合成各种并环骨架的有效前体，由于具有高反应活性、高化学选择性、优越的底物适用性以及反应条件温和等优点，在过去的十几年中，过渡金属催化的羰基对炔烃的亲核加成反应引起了国内外有机化学家的广泛关注。此类反应的中间体包括吡喃盐、金属卡宾、1,3-偶极子以及烯基金属物种等多种形式，人们通过对这一过程的选择性调控和中间体的有效捕捉，可以发展新颖的合成方法学，为生物活性分子的合成和复杂天然产物骨架的构筑提供帮助。

华南理工大学的祝诗发教授（点击查看介绍）研究团队一直致力于发展基于炔烃的新型高效方法学。最近，他们在Chem 上系统总结了过渡金属催化分子内羰基对炔基的亲核加成反应近十多年的研究进展，对各种不同的反应类型和相应的机理进行了深入的探讨与分析。

图1. 过渡金属催化分子内羰基对炔基的亲核加成反应及各类反应中间体

由于底物类型、成环模式、中间体捕捉试剂、催化剂、反应条件等多种因素均会对反应结果产生很大的影响，因此反应类型千变万化。作者在展开讨论之前，首先依据成环模式的不同，对反应进行了简单的分类，分为5-endo-dig 环化、5-exo-dig 环化和6-endo-dig 环化（图2）。

图2. 不同的成环模式及相应的中间体

为了使分子内羰基对炔基的亲核加成能够顺利进行，这两个基团之间的最短距离为一个原子，发生5-endo-dig 环化。该原子上连接的基团不同时，所形成的中间体（如I、II、III）的反应性也不相同。后续可能与中间体捕捉试剂发生亲核加成、亲核加成/偶联、[3+m]环加成、[4+m]环加成、1,n-迁移等多种不同类型的反应。当羰基和炔基间隔两个原子时，由于羰基可以进攻炔基的两个不同位点，存在5-exo-dig 和6-endo-dig 两种成环模式的选择性。这种选择性受到多种因素影响，包括底物结构、取代基的电子性质、过渡金属催化剂的特性等。对于底物结构而言，通常非芳香环共轭的链状炔酮或炔烯酮倾向于发生5-exo-dig 环化，而芳基炔酮/醛，尤其是当炔基上的取代基为给电子基团时，更易发生6-endo-dig 环化。5-exo-dig 环化会形成烯基金属物种活性中间体IV，其共振体为呋喃卡宾中间体V，后者可发生多种类型的卡宾转移反应。当发生6-endo-dig 环化时，反应将得到吡喃盐中间体VII，同时，这类中间体存在1,3-偶极子/卡宾中间体VIII的共振结构。吡喃盐中间体可以与富电子的烯烃或炔烃发生[4+2]环加成反应，还可与其他类型的中间体捕捉试剂进行二聚、亲核加成、还原反应等不同的反应过程。对于1,3-偶极子/卡宾中间体VII而言，较常见的是[3+2]加成/卡宾转移反应，分别发生在1,3-偶极子和卡宾位点。

除了讨论各种不同的反应类型和相应的机理之外，作者还例举了这些反应在天然产物或生物活性分子合成中的应用。最后，作者还对该领域目前研究存在的不足和挑战进行了总结，对未来的发展趋势进行了合理的预测和展望。该综述不仅有助于读者把握和理解相关领域的背景和研究现状，也将对炔烃化学和羰基化学的发展具有重要的促进意义。

该论文作者为：Lianfen Chen, Kai Chen, Shifa Zhu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Transition-Metal-Catalyzed Intramolecular Nucleophilic Addition of Carbonyl Groups to Alkynes

Chem., 2018, DOI: 10.1016/j.chempr.2018.02.001

导师介绍

祝诗发

http://www.x-mol.com/university/faculty/16816