陆展课题组Nature Communications：铁催化程序化硅氢化反应研究

浙江大学陆展课题组致力于低价态铁系金属催化的氢官能团化反应研究。近日，该课题组在Nature Communications上报道了铁催化的含硅烷烯烃与炔烃的高区域选择性、对映选择性与非对映选择性的程序化硅氢化反应。

研究背景：“碳硅替代策略”是开发新型材料、药物与农药的创新型策略，近几十年来受到了广泛的关注。四氢萘等苯并五环与六环结构广泛存在于药物与天然产物中，通过“碳硅替代策略”合成苯并硅杂环类的四氢萘硅类似物可能促进生物活性分子的开发。因此建立苯并硅杂环的合成方法学具有较高的研究与应用价值。

挑战性：尽管苯并硅杂环的合成方法丰富多样，但是构建含可进一步衍生化的SiH₂结构的苯并硅杂环以及在温和条件下发散性、系统性地构建五元、六元与七元苯并硅杂环仍然存在挑战性：（1）氢化、分子间硅氢化反应和Si–H键的过度氢官能化等副反应会严重影响含有两个Si–H键的苯并硅烷基环的制备。（2）与C–C键相比，C–Si键的键长更长，过渡态更不稳定，这给区分两个对映异构体带来了更多困难。（3）反应需按照一定顺序进行，反应体系中存在多个活性Si–H键和不饱和C–C键，这使得反应面临着兼容性和选择性控制的挑战。

文章亮点: （1）利用铁催化剂通过分子内硅氢化反应构建二氢苯并硅杂环与碳硅双手性苯并硅杂环。（2）通过程序化硅氢化的策略发散性构建苯并硅杂环化合物。（3）通过替换简单易得的炔烃底物，快速构建多样化苯并硅杂环化合物。

图一：多样化合成苯并硅杂环化合物

这一重要成果近日以“Iron-Catalyzed Sequential Hydrosilylation”为题发表于国际知名期刊Nature Communications。浙江大学化学系王雪博士，赵家金博士为文章共同第一作者。本文的其他作者上海有机所邓亮研究员与王东阳博士参与了衍生化部分的研究。浙江大学陆展教授为文章通讯作者。感谢课题组其他成员对课题开展提供的帮助。感谢上海有机所邓亮研究员与王东阳博士在实验中给予的帮助；分析测试平台的刘继勇老师在X射线晶体分析测试中提供的帮助；吴露玲，刘雅琴在NMR测试中提供的帮助；何巧红，施蒂儿老师在ESI和ICP-MS测试中提供的帮助。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、新疆有机硅功能分子与材料重点实验室等项目的大力支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59364-3; Nature Communications2025, 16, 4338.

课题组链接：https://person.zju.edu.cn/lu

导师介绍：

陆展，浙江大学教授，有机与药物化学研究所所长。于2008年在浙江大学化学系获得博士学位，随后赴美国威斯康辛大学麦迪逊分校进行博士后研究。2012年底以特聘研究员加入浙江大学化学系，开展独立科研工作，2018年获评教授。陆展教授主要致力于基于配体设计的低价态铁系金属催化剂催化的氢官能团化反应研究和可见光催化反应研究。陆展教授在Nat. Catal, Chem, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.,Nat. Commun等国际著名学术期刊上发表论文120余篇，被他引7000余次，撰写英文章节6章，获授权中国发明专利20余项，部分配体已被多家公司商品化，先后获国家高层次人才青年项目、国家基金委优青项目(结题优秀)等资助。曾任或现任中国化学、有机化学、大学化学等编委，兼任中国感光学会、中国化学会、中国化工学会等理事或专业委员会委员。

文字：陆展课题组

编辑：黄珍珍、邹尔纯

审核：林旭锋