浙江大学陆展课题组与洪鑫课题组合作Science China Chemistry：钴催化末端炔烃高效马氏锡氢化反应

背景介绍

乙烯基锡在有机化学，药物化学等方面有着重要用途，同时也是stille偶联反应中的重要合成子。因其具有增强材料耐久性的作用，常被用于胶粘剂等产品的制造中。此前，乙烯基锡化合物的构建主要聚焦于金属锡化及依赖路易斯酸等试剂使用的锡氢化策略。高效及区域选择性可控的过渡金属催化炔烃的锡氢化反应亟待探究。然而，端炔的马氏锡氢化反应由于位阻效应较反马氏锡氢化更具挑战性：（1）锡氢化合物的均裂会紊乱反应体系，导致区域选择性降低。（2）大多数锡氢化反应马氏选择性控制多依赖于底物设计。因此开发适合的催化体系来抑制副反应并提高区域选择性尤为重要。

图1 末端炔烃高区域选择性锡氢化的合成策略

文章亮点

最近，浙江大学陆展课题组与洪鑫课题组合作，使用组内特色三齿含氮阴离子配体，基于金属钴氢策略，利用三丁基锡氢为锡源，实现了端炔的高效α-锡氢化反应。TON值为10,000，TOF达到144,000 h^-1。将实验结果与理论计算相结合，揭示了高区域选择性实现的关键在于炔烃对钴氢物种的插入。

图文解读

确立最优条件后，首先对含有不同电子效应基团的芳基炔烃进行探究。含有腈基、酯、烯烃、醛、卤素、酮等官能团的底物表现出较好的耐受性。含有吡啶、噻吩、嘧啶等杂环结构的炔烃也顺利完成反应。丙炔、辛炔等简单烷基炔烃在反应中顺利转化为高区域选择性的产物。该反应也能很好容忍带有生物活性基团如依帕列净中间体、萘普生和胆固醇的炔烃（图2）。

图2 末端炔烃马氏锡氢化的适用范围

为了证明反应的应用性，作者对该反应进行了克级规模放大。使用0.5 mol%的Co(OAc)₂和0.6 mol%的L7时，反应1 min。以87%的收率顺利得到马氏乙烯基锡产物，区域选择性达96/4 rr（图3A）。随后，作者还考察了该反应的催化效率，在添加0.01 mol%催化剂，反应24 h后，能以大于99%转化率得到目标化合物，TON值达10,000。使用0.5 mol%催化剂时，反应5秒终止反应，TOF达144,000 h^⁻1。随后，作者对产物进行了衍生。多类型的转化表明了该反应的实用性，也提供了新的方法来构建α-取代化合物。

图3 克级反应与催化效率考察及衍生化

作者将对照实验、同位素实验与DFT理论计算相结合，阐明该反应可能经历自旋交叉、炔烃插入、二次自旋交叉及σ-键复分解的过程（图4A）。通过分析形变能/结合能，揭示了Co-H配合物的形变是调控区域选择性的主要因素（图4B）。

图4 DFT计算

总之，陆展课题组与洪鑫课题组报道了钴催化端炔的高α选择性锡氢化反应，利用钴氢物种在温和条件下合成了一系列α-烯基锡产物。具有较好的官能团耐受性，TON值达10,000，TOF为144,000 h⁻¹。产物可转化为多种类型的1，1-二取代烯烃。通过一系列机理实验与DFT计算相结合，阐明了反应的可能机制。

浙江大学化学系研究生孙羽丰，王炳成，汪成为共同第一作者，陆展教授、洪鑫教授为通讯作者。感谢课题组其他成员对课题开展提供的帮助。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的大力支持。

文   字：陆展教授课题组

编   辑：黄珍珍、张维娅、邹尔纯

审   核：林旭锋