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钴催化炔烃立体发散性半氢化:乙腈协同调控E/Z-烯烃精准合成

发布时间:2025-08-26  栏目类别:特色文章

烯烃作为药物、农药和功能材料的关键合成砌块,其立体构型控制一直是有机合成领域的核心挑战。传统方法如WittigPeterson等反应往往存在E/Z选择性差的局限。近年来,过渡金属催化的炔烃立体选择性半氢化反应成为制备Z-E-烯烃的重要策略,但如何通过单一催化剂体系实现高选择性的立体发散性转化仍待突破。浙江大学陆展团队开发了一种新型三齿氮配体促进的钴催化炔烃立体发散性半氢化反应。该体系在1 atm 氢气条件下,通过调节配体空间位阻和乙腈的量,可分别高效合成Z-E-烯烃,且具有优异的官能团耐受性和选择性。

基于机理实验结果,推测的反应机理如下。钴催化剂在NaBHEt3活化下生成乙腈配位的钴氢物种A。炔烃1经迁移插入形成配合物C后,烯基配合物C与氢气通过σ键复分解反应得到(Z)-烯烃,同时再生钴氢物种A。当钴氢化物物种A与空间位阻较小的配体(Lb)配位时,(Z)-烯烃可再次进入催化循环,与A反应形成烷基钴中间体F。随后通过烷基钴物种Gβ-氢消除反应即可得到(E)-烯烃产物。通过质谱可以检测到钴物种AC,而未检测到过度氢化烷烃产物。此现象也说明在乙腈存在条件下,烷基钴中间体发生β-氢消除的动力学速率显著高于其氢化的反应速率,这种选择性可能源于乙腈与钴催化剂的配位作用使其稳定形成18电子物种。

Reference: Ren, X.; Lu, P.*; Zheng, C.; Wang, Y.; Lu, Z.* Cobalt-Catalyzed StereodivergentSemihydrogenation of Alkynes: Synthesis of E- and Z-Alkenes. Angew. Chem. Int. Ed.2025, 64, e202511269.(推荐人:王晗,检查人:陈简)


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