中国科学院理化所王乃兴研究员课题组近年来在稳定化合物的C(sp³)-H键官能团化反应方面取得了一系列进展，发展了苯乙烯与醇、酮、腈、醚类的双官能团化反应，在有机化学核心刊物Org. Lett.等发表了多篇文章。最近德国《合成有机化学》(Synthesis, 2019, 51, 4542)评述了这项工作，把上述一系列成果总结成为一个王反应通式(Wang’s reaction)。
　　王乃兴课题组研究发现，在稀土催化剂Y(OTf)₃催化下，以二叔丁基过氧化物作为自由基引发剂，氮杂芳烃与醚类化合物能够直接发生偶联反应，该反应也属于C(sp³)-H键的官能团化的交叉脱氢偶联反应(Cross-Dehydrogenative-Coupling, CDC)，具有原子经济性好，选择性强等优势。
　　在这个反应研究中，发现稀土催化剂Y(OTf)₃的催化效果比Cu(OAc)₂等催化剂好。稀土化合物中的化学键以离子键为主同时具有一定的共价性，4f轨道由于极强的屏蔽作用而不参与成键。稀土钇离子属于硬Lewis酸，对含氮原子或者氧原子的化合物具有很强的配位能力。氮杂芳烃和醚被钇离子配位形成活性过渡态，使反应容易进行。该反应底物适用范围广，氮杂芳烃与醚还有硫醚均能得到C(sp³)-H键的官能团化产物。除链醚以外，环醚也可以有效地发生C(sp³)-H键的官能团化反应。所得的31个反应产物都进行了核磁共振氢谱、碳谱及高分辨质谱的表征。
　　机理研究方面，他们使用了游离基捕获剂TEMPO进行了抑制试验，结果发现捕获剂的加入会使该反应猝灭而无目标产物生成，并成功地用高分辨质谱检测到了捕获剂TEMPO与游离基形成的加合物，说明此反应为游离基历程。
　　课题组还通过氘代四氢呋喃(THF-d⁸)的动力学同位素实验，成功地验证了α-C(sp³)-H键的断裂是该反应的速率决定步骤。
　　王乃兴课题组的这个研究成果，发表在有机化学核心刊物Organic Letters上：Org. Lett. 2019, 21, 7450-7454. 该论文的第一作者是王乃兴研究员的博士生吴跃华(现已经在广州某高校任教)。
　　

王反应通式(Wang’s reaction)

氮杂芳烃与醚类偶联

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