中国海洋大学在惰性化学键活化研究领域取得新进展

　　本站讯 7月9日，美国化学会国际顶尖杂志《ACS Catalysis》(IF=13.084)在线刊发了中国海洋大学医药学院、海洋药物教育部重点实验室（分子合成中心）徐涛教授课题组与山东大学陆刚教授合作的关于Rh催化串联的C-C/C-H键活化及其新颖反应机理的最新研究成果“Rh-Catalyzed Cascade C‒C/C_olefin‒H Activations and Mechanistic Insight”。该研究开发了一种过渡金属Rh(I)催化的区域选择性C₁-C₈键氧化加成，reverse CMD作为关键步骤构建含苯丙氮杂卓类化合物的新方法，通过实验和计算手段首次提出并研究了reverse CMD的反应机理，在开拓金属有机化学的新反应和新机制方面具有重要意义。

　　碳碳（C-C）和碳氢（C-H）化学键是自然界最为稳定的化学键，切断和重组此类惰性化学键并将其应用于海洋分子的合成中将会极大的促进海洋分子科学和海洋小分子药物开发。以C-C键活化启动的串联C-C/C-H键活化反应的研究具有极大挑战性：到目前为止，无导向基的串联C-C/C_olefin-H键活化研究领域仍是空白，新颖的串联反应亟待开发（图1）。

图1 串联的C-C/C_olefin-H键活化设计

　　苯并1氮杂卓类化合物广泛存在于活性天然产物和药物分子中，比如抗凝血药物分子托伐普坦(Tolvaptan)、莫扎伐普坦(Mozavaptan)和抗高血压药物分子贝那普利(Benazepril)等都具有苯并氮杂卓结构，合成此类结构对于优化和拓展抗凝药物研究具有重要意义。徐涛课题组在前期研究基础上，以简单的叔胺类苯并环丁酮衍生物为底物，在催化量Rh(I)的作用下，选择性实现了C-C/C_olefin‒H键活化，合成了系列苯并氮杂卓类化合物（图2）。以中等至较高的收率完成了含不同取代基的23个苯并氮杂卓类化合物的合成。该反应底物适用范围广，具有氧化还原中性和100%的原子经济性。论文首次提出了reverse CMD机理，徐涛教授与山东大学陆刚教授合作，通过DFT计算详细阐述了该反应过程，提出了可能的中间体，并通过氘带实验等多种控制实验进行了验证。

图2 Reverse CMD作为关键步骤的串联C-C/C_olefin-H键反应

　　本文的共同通讯作者是中国海洋大学医药学院徐涛教授和山东大学陆刚教授，第一作者是医药学院博士研究生王玉玺，毕业博士生邱波参与了论文相关研究。山东大学化学化工学院陆刚教授进行了DFT计算研究。该工作得到了国家自然科学基金重大项目和面上项目，NSFC-山东联合基金重点项目和以及山东省杰出青年基金等经费的支持。

通讯员：蔡超

文章链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c02480

ACS Catal. 2021, 11, 9136-9142. <DOI: 10.1021/acscatal.1c02480>