本网讯 近日，我院王加旺教授在国际著名期刊《Angewandte Chemie International Edition》（中科院一区，IF=16.1）上发表题为“Nickel‐Catalyzed α‐selective Hydroalkylation of Vinylarenes”的研究性论文。
sp3杂化的烷基碳中心是有机分子形成复杂“三维立体结构”的重要基础，尤其在各种药物分子及天然产物中，与（杂）芳基相邻的sp3杂化的烷基碳中心广泛存在。金属氢催化烯烃氢烷基化反应是一种有效的和高效构建C(sp3)-C(sp3)键的方法，具有来源广泛、条件温和、选择性易于控制等突出优势。然而，（杂）芳基烯烃的选择性氢烷基化仍然面临需要使用活化烷基卤化物或者含有导向络合性基团烯烃的底物范围局限性，是当前研究的重要问题。
呋喃基化学品的生产来源不同于简单芳烃化合物的石化来源，其主要来源于可再生生物质资源，如植物、农作物残余物等，通过开发和使用呋喃基化学品，可以减少对石油、煤炭和天然气等化石燃料的依赖，具有更好的可持续性。糠醛和5-羟甲基糠醛是非常具有代表性的呋喃基化合物。在本项研究中，作者利用呋喃基生物质平台化合物通过Wittig反应可以便捷合成烯基呋喃原料的优势，开展氢烷基化反应研究。结果表明，反应具有广泛的适用范围和出色的官能团兼容性，各种大位阻底物都能以较高的产率得到目标产物。呋喃基团的成功转化证实了此方法能够为使用生物质基化学品合成高价值功能化合物提供可靠途径。此外，反应条件还能直接用于各类（杂）芳基烯烃的氢烷基化转化，电中性或富电子的（杂）芳基烯烃在标准条件下都能得到氢烷基化产物。
吡咯结构存在于药物分子和天然产物中，在生物活性、药物设计和分子相互作用方面表现出独特优势。通过在标准条件下引入手性双噁唑啉配体(S,S)-L1作为手性控制要素，作者实现了烯基吡咯的不对称氢烷基化转化。为了阐明烯基N-甲基吡咯和烯基呋喃在不对称控制中的差异，作者对镍氢迁移插入进行了密度泛函理论（DFT）计算，计算结果与实验结果一致。
综上所述，王加旺教授团队在该研究中发展了一种区域选择性的镍氢催化（杂）芳基烯烃α-选择性氢烷基化反应。反应适用于一级、二级非活化的烷基卤化物，是对铜氢、铁氢催化体系限制于活化烷基卤化物底物的有益补充。通过使用手性双恶唑啉配体，还可实现烯基吡咯的区域和对映选择性氢烷基化，合成α-支链烷基化的吡咯类化合物。机理研究和DFT计算揭示了反应可能的速率决定步骤，并初步解释了区域和对映选择性的基本原理。
安徽农业大学为第一通讯单位，我院王加旺教授为该论文的第一兼通讯作者，共同通讯作者为中国科学技术大学的傅尧教授和陆熹副教授。本研究得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金以及安徽农业大学高层次人才引进科研启动经费等项目的资助。(文图/王加旺 编辑/赵玲玲 预审/唐庆峰 审核/刘柳)
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202413074
