近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所仿生催化合成研究組研究員陳慶安團(tuán)隊(duì)在光催化金屬茂化合物的C-H雜芳環(huán)化方面取得新進(jìn)展，發(fā)展了一種通過調(diào)控氧化淬滅活化模式和自由基親電反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)雜芳香化合物與金屬茂化合物偶聯(lián)的新策略。
二茂鐵是一類重要且普遍的金屬茂化合物，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，在材料科學(xué)、藥物化學(xué)、催化領(lǐng)域等受到廣泛關(guān)注。傅克?；弯嚮?親核反應(yīng)是二茂鐵官能化的兩種典型策略。在二茂鐵的（雜）芳基化反應(yīng)中，根岸反應(yīng)是多步合成吡啶基二茂鐵的可靠方法，但該方法必須使用易燃的叔丁基鋰試劑來制備二茂鐵鋅試劑。因此，實(shí)現(xiàn)溫和的二茂鐵的催化 C-H（雜）芳基化仍具有挑戰(zhàn)性。
大連化物所提出光催化金屬茂化合物的C-H雜芳環(huán)化策略
陳慶安團(tuán)隊(duì)一直致力于發(fā)展不同催化體系，以實(shí)現(xiàn)簡單鹵代物的高效轉(zhuǎn)化利用。本工作中，在前期相關(guān)光催化研究（Angew. Chem. Int. Ed.，2021；iScience，2021；Nat. Commun.，2021）的基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)發(fā)展了光催化鹵代雜芳香化合物與金屬茂化合物偶聯(lián)的策略：通過光促進(jìn)的氧化淬滅與親電自由基進(jìn)攻的機(jī)理，可以實(shí)現(xiàn)吡啶、吡啶酮以及類似雜環(huán)芳香化合物與二茂鐵、二茂釕的分子間偶聯(lián)。該策略為金屬茂化合物的官能團(tuán)化和進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化提供了簡潔溫和高效的方法。
相關(guān)研究成果以“Photo-induced Catalytic C-H Heteroarylation of Group 8 Metallocenes”為題，于近日發(fā)表在Cell Reports Physical Science上。該工作的第一作者是大連化物所博士研究生何固城。上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
