4月5日,化學與化工學院謝有偉研究團隊與廖榮臻教授合作的論文Ring-closing C–O/C–O Metathesis of Ethers with Primary Aliphatic Alcohols在《Nature Communications》刊發。博士生劉紅梅為該論文第一作者,謝有偉教授與李曼副教授為本文的共同通訊作者,華中科技大學為唯一通訊單位。
在傳統醇與醚的復分解反應中,幾乎所有的反應都是通過活化醚,隨后被醇羥基親核取代來實現的,凈結果是一個C-O/O-H σ-鍵的交叉復分解反應。在謝有偉團隊報道的這篇論文中,實現了Re2O7催化的醇與醚之間的C-O/C-O σ-鍵復分解反應,該反應通過Re2O7活化醇羥基從而促進醚的親核取代來實現分子內C-O/C-O關環復分解,合成相應的含氧雜環化合物。這是一個分子內轉醚化反應,將苯甲醚衍生物轉化成苯并含氧雜環化合物(五、六、七元雜環)和甲醇。通過相應的機理實驗和DFT理論計算,驗證了該反應最可能的機理,這與之前報道的這類反應的機理完全不同。
研究背景:
雖然烯烴復分解反應(雙鍵復分解)的研究與運用非常廣泛,三位科學家(Yves Chauvin, Richard Schrock, Robert Grubbs)因此獲得了2005年諾貝爾化學獎。然而與之相對應的σ-鍵復分解反應的研究較少。特別是在自然界中廣泛存在的C-X鍵的復分解反應,在成環反應中運用極少且活化模式單一、適用范圍窄。然而其成功實現不但能夠提供新的成環策略,而且相應底物更加容易制備和穩定。該研究提出并實現了一個新的σ-鍵復分解的反應機制,為惰性C-O、C-S、C-N鍵的活化,以及這些C-X鍵的交叉復分解反應提供了新的設計思路。

