過渡金屬催化的碳氫官能化反應，由于其反應高效和原子經濟性構筑各類有機功能分子，而成為當前有機化學的研究熱點之一。經典的碳氫官能化反應的途徑是過渡金屬在導向基團或碳鹵鍵存在下，首先對碳氫鍵進行活化，形成相對穩定的環金屬中間體，進而發生官能化反應得到目標產物。對于簡單底物，受到環張力的影響無法形成環金屬中間體，不適用于經典的碳氫官能化反應。針對該類型底物，發展新的反應策略非常必要。
中國科學院福建物質結構研究所煤制乙二醇及相關技術重點實驗室研究員黃學良課題組，發展了一種構筑環金屬中間體的新策略。選用簡單的鄰溴苯甲醛為底物，首先用零價鈀對其氧化加成，受環張力的影響無法碳氫活化形成四元環鈀中間體，當重氮化合物存在時，優先生成鈀卡賓，再遷移插入，鈀金屬中心與醛基發生碳鈀化反應，生成相對穩定的五元環鈀中間體，或七元環鈀中間體，再經過還原消除生成目標產物。在機理方面，黃學良課題組與結構化學國家重點實驗室研究員李春森課題組合作，進行詳細的理論計算研究，認為生成七元環鈀中間體的反應途徑更合理。
該反應底物簡單易得，反應條件溫和、反應高效，具有較好的原子經濟性，為異香豆素及其衍生物的合成提供了簡潔高效的方法，這一構筑環金屬中間體的新策略有望用于更多一般化的簡單化合物的官能團化研究。
相關研究成果發表在Angewandte Chemie International Edition上，研究工作得到了國家自然科學基金青年項目、福建省自然科學基金、中科院百人計劃、中科院戰略性先導科技專項的資助。
圖1.新方法合成異香豆素
圖2.反應中間體分子模型
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