中國科學院上海有機化學研究所金屬有機化學國家重點實驗室劉國生課題組發(fā)展了首例鈀催化內(nèi)烯烴的不對稱遷移雙氧化（ARD）反應，基于配體對反應動力學的調(diào)控，首次實現(xiàn)了內(nèi)烯烴的高區(qū)域選擇性官能團化反應；其中在吡啶-噁唑啉（Pyox）配體中吡啶C-6位上引入烷基基團是調(diào)控反應區(qū)域選擇性的關鍵；該反應對于簡單非活化的內(nèi)烯烴和各種官能團取代的內(nèi)烯烴均表現(xiàn)出優(yōu)秀的區(qū)域和對映選擇性，為高效合成1,n-手性二醇類化合物 (n>3) 提供了新方法。這些光學純的手性醇不僅是有機合成中廣泛應用的精細化學品，同樣也是天然產(chǎn)物，是醫(yī)藥和農(nóng)藥以及材料分子中常見的片段之一。相關研究成果于近日在《自然-化學》（Nature Chemistry）上在線發(fā)表。

　　烯烴的選擇性官能化是重要的有機轉(zhuǎn)化反應。與末端烯烴相比，內(nèi)烯烴的選擇性轉(zhuǎn)化存在極大挑戰(zhàn)性，尤其是針對非官能化的內(nèi)烯烴，反應的區(qū)域選擇性控制是長期沒有解決的難題。在過渡金屬催化烯烴轉(zhuǎn)化中，由于碳碳雙鍵兩端的烷基基團（例如：2-戊烯中的甲基和乙基）很難被區(qū)分，導致烯烴親核金屬化反應的區(qū)域選擇很差，且該過程往往是不可逆的，因此反應得到區(qū)域異構體的混合物。目前，亟待發(fā)展新的概念和策略來探索內(nèi)烯烴的高區(qū)域、高對映體選擇性轉(zhuǎn)化新反應。 

　　近年來，劉國生課題組致力于烯烴的不對稱官能團化研究，發(fā)現(xiàn)在吡啶噁唑啉（Pyox）配體的吡啶C-6位引入烷基可以明顯提高金屬鈀活化烯烴的能力，并由此發(fā)展了非活性端烯的不對稱雙氧化反應及其相關反應，同時該類改良的Pyox配體在烯烴的遷移轉(zhuǎn)化方面具有很好的效果，并發(fā)展了內(nèi)烯烴的遷移鹵化和氧化反應?；谶@些發(fā)現(xiàn)，該團隊針對非官能團化的Z-2-烯烴選擇性轉(zhuǎn)化，將不對稱氧鈀化和遷移氧化巧妙地結合起來，首次實現(xiàn)了內(nèi)烯烴高區(qū)域選擇的不對稱 [1,n]-雙氧化反應（n>3），該反應適用于各種非官能團化的Z-2-烯烴，以及各種官能團取代的內(nèi)烯烴，以最高50:1的區(qū)域選擇性和95%對映體選擇性得到單一手性的 [1,n]-二醇的雙醋酸酯化合物。另外，該反應表現(xiàn)出優(yōu)秀的官能團兼容性，為各種手性1,n-二醇類化合物的高效合成提供了新途徑。 

　　通過對比試驗和計算化學表明，由于改良Pyox配體中吡啶的大位阻作用和苯基取代的噁唑啉的氫鍵作用，使得氧鈀化反應的能壘顯著降低，而且該過程具有非常高的對映體選擇性；而隨后的第一次鈀氫遷移過程成為反應的決速步，并決定了反應區(qū)域選擇性。因此，通過配體對反應動力學的調(diào)控，研究發(fā)展了內(nèi)烯烴高區(qū)域選擇性的不對稱雙氧化反應，為未來探索內(nèi)烯烴的高選擇性轉(zhuǎn)化提供了新思路。 　  

　　相關研究工作得到科學技術部國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委、中國科學院、上海市科學技術委員會和上海有機所等項目的資助。 

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鈀催化內(nèi)烯烴的不對稱遷移雙氧化反應