导语

碳碳键是有机分子中原子间成键的基本方式，碳碳键活化是简洁、高效、经济的化学合成方法。环丙烯酮是碳碳键活化领域中一类理想底物。近年来，西北大学孙萌课题组专注于环丙烯酮的开环反应研究。该课题组先后实现了环丙烯酮的开环偶联反应与环加成反应，高效地合成了一系列基于α,β-不饱和羰基结构的复杂有机分子（Org. Lett.,2018, 20, 6636-6639；Org. Lett.,2020, 22, 6739-6743；Org. Lett.,2023, 25, 3922-3926；Chem. Commun.,2022, 58, 4743-4746）。最近，孙萌课题组在环丙烯酮开环反应的研究中再获新突破，成功地实现了环丙烯酮参与的三组分开环偶联反应，这一成果标志着碳碳键活化与烯丙基化反应的精准融合（Org. Lett. DOI: 10.1021/acs.orglett.4c01200）。

前沿科研成果

钯催化环丙烯酮参与的三组分串联反应

多取代烯丙基酯骨架结构广泛存在于天然产物、药物、生物活性分子以及功能材料中。过渡金属催化的乙烯基碳酸酯转化已成为构筑多样化烯丙基结构单元的高效途径。尽管如此，目前尚未有关于羧酸作为亲核试剂对乙烯基碳酸酯进行亲核开环反应的报道。因此，如何立体选择性地合成羧酸烯丙基酯，仍然是一个不小的挑战。

环丙烯酮在碳碳键活化领域中被视为一种理想的底物。近年来，关于金属催化的环丙烯酮开环反应的研究报道屡见不鲜。近年来，西北大学孙萌课题组专注于环丙烯酮的开环反应研究。为了进一步探索环丙烯酮作为三碳合成子在有机合成化学中的潜在应用，孙萌课题组最近巧妙地利用了环丙烯酮易于水解的特性，成功实现了C-C键活化反应与烯丙基化反应的精准结合，从而完成了环丙烯酮、水和乙烯基碳酸酯之间的三组分串联反应。在此项研究中，该课题组高效地合成了一系列具有高立体选择性的α-苯基肉桂酸烯丙酯。

（图片来源：Org. Lett.）

孙萌课题组展示了该反应表现出优异的底物普适性和官能团兼容性。一系列含有不同取代基的环丙烯酮衍生物和乙烯基碳酸酯衍生物均能够化学选择性、区域选择性和立体选择性地实现转化。

（图片来源：Org. Lett.）

作者针对该反应过程，提出了一个可能的反应机理。在催化剂Pd(0)的作用下，环丙烯酮首先发生氧化加成，形成中间体I。随后，中间体I与水分子经过σ复分解反应，生成中间体III，再经由还原消除步骤，得到α-苯基肉桂酸。同时，乙烯基碳酸酯在Pd(0)的催化下也发生氧化加成，并经过脱羧过程，形成六元环中间体V。最终，中间体V与α-苯基肉桂酸发生亲核进攻，生成目标产物。这一系列的反应步骤构成了该化学转化的核心机制。

（图片来源：Org. Lett.）

该研究成果发表于国际化学领域权威期刊《有机化学快报》（Organic Letters）。该论文共同第一作者为西北大学研究生张周和梁飞飞，通讯作者为西北大学化学与材料科学学院孙萌副教授和上饶师范学院的周安西副教授。研究工作得到了国家自然科学基金委员会的资助。

邀稿

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