《自然-通讯》报道我校催化机理研究新成果

         近日,《自然-通讯》(Nature Communications) 在线报道了我院张军副教授研究小组在金属卡宾领域取得的突破性进展 “Synthesis and structures of gold and copper carbene intermediates in catalytic amination of alkynes”。(Nat. Commun., 2017, 8, 14625;文章链接:http://www.nature.com/articles/ncomms14625)
        在金属催化反应中,关键反应金属中间体的分离表征对催化机理阐释方面具有重要意义。近年来,铜族金属催化的炔烃转化反应具有条件温和,选择性高,副产物少的特点,日益受到关注。但由于关键乙烯基金属中间体非常活泼,难以对其进行分离表征,因而对该类炔烃转化反应的机理研究很少。最近,张军副教授研究小组巧妙地设计了丙炔酰胺甲脒底物,经过金属银促进的炔基季胺化反应后形成一个可稳定金属活性中心的氮杂环卡宾,从而首次分离出经历σ,π-炔烃双银活化模式的乙烯基银中间体(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 14941-14946)。




        近期,该研究小组在前期工作的基础上,利用苯基取代的丙炔酰胺甲脒底物在金的促进下,发生5-exo-dig关环得到乙烯金(vinylgold)中间体I。偶然发现乙烯金I可发生经典的金属卡宾氧化反应。因此,I更应被看做金卡宾中间体的卡宾形式I’ 或正碳离子形式I’’。结合DFT理论计算与X-ray单晶衍射分析数据可以确定I更可能是以金卡宾的正碳离子形式I’’ 存在。利用这一关环反应,也成功地分离得到更难制备的铜卡宾中间体II。金属卡宾是炔烃转化反应中较常见的反应中间体,但因其高反应性,很难被分离,仅个别金属卡宾可通过波谱分析进行原位检测。该研究工作是首例在炔烃转化反应中分离出可结构表征的金及铜卡宾活性中间体。
        该研究工作实验部分主要由硕士研究生汪吉伟同学完成,理论计算部分由计算化学中心曹宵鸣副教授完成,同时得到了施敏教授、许胜副教授的大力协助。研究经费主要来源于国家自然科学基金项目。