基于过渡金属催化脱羧的交叉偶联反应研究获进展

　　联芳烃化合物普遍存在于天然产物、药物和有机功能材料的结构骨架之中，以廉价易得、易于控制的原料出发，经过简洁方便的路径合成联芳烃化合物吸引了众多化学工作者的关注。

　　在国家重大科学问题导向项目、国家自然科学基金重点项目和中科院重要方向项目的资助下，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员苏伟平领导的研究小组在过渡金属催化的脱羧、C-H直接官能团化反应方面取得了系列创新性研究成果。

　　该研究实现了首例银催化的吡啶等杂芳烃类化合物的脱羧直接芳基化反应。自由基脱羧的杂芳烃类化合物直接烷基化反应称为Minisci反应，自上个世纪六十年代被发现以来，被广泛应用于C-C键的构筑。由于Friedel-Crafts烷基化反应一般不适用于缺电子的杂芳烃，Minisci反应的发展提供了缺电子杂芳烃类化合物C-H键直接烷基化的途径，在有机化学学科史上是一项重大突破。然而，Minisci反应的不足在于它仅局限于烷基自由基，对于芳基自由基仍然不适用。基于在过渡金属催化脱羧交叉偶联反应的研究积累，该研究小组通过使用廉价的银盐做催化剂，芳基羧酸做芳基化试剂，成功地将Minisci反应扩展到了芳基自由基即自由基脱羧芳基化反应，该反应有很好的官能团容忍性，为联芳烃化合物的合成提供了高效、原子经济的路线，相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.（2015, 54, 2199-2203）上。

　　该研究还发展了首例杂环化合物的邻位脱羧C-H键芳基化反应。过渡金属催化指导基团辅助的C-H键直接官能团化反应是有机化学的核心研究领域，为有机分子的官能团化提供了直接的方法。然而，如果指导基团对于目标物质分子是不需要的，它的引入和去除一直是一个难题。为了解决这一难题，化学工作者提出了“无痕”指导的策略。在前期发展的基于脱羧的噻吩的直接芳基化反应基础上,该研究小组成功地将“无痕”指导的概念引入到了噻吩的邻位脱羧C-H键芳基化反应中，羧酸扮演着芳基化试剂和“无痕”指导基团的双重角色，该反应的官能团容忍性好，适用于常规方法难以实现的生物活性物质的合成，相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.（2015, 54, 3817-3821)上。

　　此前，该研究小组已在钯催化的脱羧/C-H键直接芳基化反应、Heck反应以及两个羧酸之间的脱羧交叉偶联方面取得系列进展，相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 227； Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5945； J. Org. Chem. 2011, 76, 882； Chem. -Eur. J. 2010, 16, 5876； Org. Lett. 2010, 12, 4992； Chem. Commun. 2010, 46, 5455； Org. Lett. 2009, 11, 2341等，受到国内外同行的关注和好评。