我院夏莹研究员团队在铜催化小环化学领域取得新进展

发布时间：2024-03-12 13:54

近日，我院公共卫生与预防医学实验中心夏莹研究员团队在化学领域权威期刊 Advanced Science 杂志（IF: 15.1）在线发表了题为 “High-Valent Copper Catalysis Enables Regioselective Fluoroarylation of gem-Difluorinated Cyclopropanes” 的研究论文。论文的第一作者为四川大学博士研究生武秀丽，第二作者为生物国重创新班本科生宋翔宇，夏莹研究员为论文的独立通讯作者，论文唯一完成单位为四川大学华西公共卫生学院（华西第四医院）/生物治疗全国重点实验室。

氟化分子因其独特的生物物理特性（如亲脂性、代谢稳定性和生物利用度等），广泛应用于药品、农用化学品和有机材料。因此，合成界一直致力于开发实用高效的氟化分子获取方法。其中，偕二氟化环丙烷因其易于获取和独特的反应性，已成为合成含氟分子的有效构建单元。目前，过渡金属催化的偕二氟环丙烷开环反应主要依靠低价过渡金属氧化加成来活化偕二氟环丙烷中远端C1‒C3键，产生单氟烯烃作为偶联产物。然而，到目前为止，尚未有报道通过过渡金属催化实现对偕二氟环丙烷中位阻较大的近端C1‒C2键的区域选择性活化，且克服其固有的反应性仍然存在挑战。

夏莹研究员团队前期一直致力于过渡金属催化（含氟）小环化学的研究（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 10626; ACS Catal. 2022, 12, 8857; Chem. Sci. 2022, 13, 12419; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202304462; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202307129; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202319647）。最近，该课题组发展了一种高价铜催化下偕二氟环丙烷的新型反应模式。在这项研究中，他们设想通过偕二氟环丙烷与高价铜-氟物种进行协同作用的σ-键复合分解过程，可以有效活化空间位阻较大的近端C1‒C2键，从而实现高价铜催化下的区域选择性偶联反应。该反应成功实现了偕二氟环丙烷的区域选择性氟芳基化，从而合成了一系列具有三氟甲基骨架的产物，而非传统的烯基氟产物。下游转化分别实现了偕二氟环丙烷的氢芳基化和氟芳基化，极大地丰富了偕二氟环丙烷的合成应用。这种创新的反应模式不仅扩展了偕二氟环丙烷在有机合成中的应用范围，而且为研究高价过渡金属在C‒C键活化方面提供了崭新的机遇。

该研究成果得到了国家自然科学基金（22371189、22001180）以及国家高层次人才项目的资助。相关测试和分析主要通过公共卫生与预防医学实验中心公共实验平台的400 M核磁共振仪和气质联用仪完成。

导师介绍：

夏莹，四川大学生物治疗全国重点实验室和华西公共卫生学院/华西第四医院研究员、博士生导师，公共卫生与预防医学实验中心主任。2010年本科毕业于北京理工大学。2010年至2015年在北京大学王剑波教授、张艳教授课题组攻读博士学位。2015年至2019年先后在美国德州大学奥斯汀分校和芝加哥大学Guangbin Dong（董广彬）教授课题组从事博士后研究工作。2019年加入四川大学开展独立研究工作，研究兴趣为过渡金属催化的小环化学、不对称催化和有机氟化学，目前所有文章（含合作）被引>5000次，h-index为36 （Scopus数据库），获得 2022 年 Thieme Chemistry Journals Award。课题组主页：https://www.x-mol.com/groups/SCU-Xia_Ying

 

文章链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202401243

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