烯烃是重要的化工原料,被广泛应用于合成聚合物、医药、农药及材料分子。炔烃的半氢化还原是制备烯烃的重要手段。工业上常使用以钯为催化物种的林德拉催化剂,但需要以醋酸铅或喹啉为毒化试剂实现炔烃的半氢化合成顺式烯烃。如果以自然界储量大、价格低廉的丰产金属为催化剂替代贵金属钯、以两种不同的配体来调控炔烃半加氢的顺/反立体选择性,有可能在不使用毒化试剂的前提下,开发出经济的丰产金属催化策略制备顺式或反式烯烃,实现炔烃半加氢的立体选择性调控。
基于该研究设想,结合课题组前期在卡宾配体促进铬催化硝基还原方面的研究基础(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 1618),曾小明/罗美明研究团队发展了两种带有不同配体结构的卡宾-铬催化剂,利用卡宾配体侧链上膦基和亚胺基实现了炔烃半加氢的顺/反立体选择性调控。空间位阻较大的卡宾-亚胺-铬催化实现炔烃的顺式加氢,位阻较小的卡宾-膦-铬催化剂主要生成反式烯烃,反应无过氢化的烷烃副产物生成,为按需导向顺式和反式烯烃的合成提供了立体选择性可控的新策略。该方法可用于合成顺式和反式茴香脑、配制香精的异丁香酚及抗毒素如白藜芦醇衍生物等。
该研究以“Chromium-catalyzed stereodivergent E- and Z-selective alkyne hydrogenation controlled by cyclic (alkyl)(amino)carbene ligands”发表与《Nature Communications》(文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36677-9)。开云全站中国有限公司为第一单位,kaiyun开云官方网站曾小明教授、罗美明教授、北京化学所陈辉研究员为本文通讯作者,文章第一作者是开云全站中国有限公司博士研究生凌亮,南方科技大学刘柳教授和北化所陈辉研究员提供DFT合作研究。特别感谢国家自然科学基金委及开云全站中国有限公司提供的经费支持。