首次报道!他,名校本博,回国即内大教授/博导,联手重大「国家优青」,新发Nature子刊!

过渡金属催化下,通过碳原子间迁移实现C-H键的迁移官能化是一个在学术界和工业界都极具吸引力的过程。

2025年4月9日,内蒙古大学明佳林陈树峰,重庆大学蓝宇在国际顶级期刊Nature Communications上发表了题为《Synthesis of benzoheterocycles by palladium-catalyzed migratory cyclization through an unexpected reaction cascade》的研究论文,李文聪为论文第一作者,明佳林、陈树峰、蓝宇为论文共同通讯作者。
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明佳林,教授,博导,成都大学学术学科带头人,天然产物化学生物学交叉学科中心骨干。2014年学士毕业于四川大学,2016年于新加坡国立大学获得博士学位,2016年至2019年在南洋理工大学攻读并获得哲学博士学位,导师:Tamio Hayashi。2019年2月至今在内蒙古大学化学化工学院任教。
致力于开发新型铑催化碳碳键形成反应,主要借助铑在分子内部进行迁移。至今,以第一作者和通讯作者在Chem. Sci, Organic Letters, Org. Bio. Chem发表论文多篇,多篇论文被SYNFACTS等专业评述性杂志收录并被亮点介绍。
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陈树峰,内蒙古大学化学化工学院教授,博导,2008年毕业于北京大学化学与分子工程学院,获理学博士学位。同年于母校内蒙古大学化学化工学院就职。
主要研究方向为过渡金属催化的金属有机化学,有机合成方法学,绿色有机合成。迄今主持多项国家自然基金项目、“草原英才”项目,其中以第一作者或通讯作者身份在Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal., Org. Lett., Org. Chem. Front.等国际期刊发表SCI论文多篇。
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蓝宇,重庆大学化学化工学院教授/博导,2003年在北京大学获得学士学位,同年进入北京大学化学院硕博连读,师从中国科学院院士吴云东教授,2008年获得理学博士学位。2009年至2012年在美国加州大学洛杉矶分校从事博士后科研工作,2012年4月加入重庆大学化工学院工作。
主要研究方向为反应机制调控下的功能分子精准合成,通过对合成反应进行理性设计,实现原理和机制指导的功能分子精准合成。在此领域,近年来以通讯作者(含共同)在包括Nature、Nat. Chem.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、Acc. Chem. Res.、Chem等期刊上发表学术论文两百余篇,累计被他人引用过万次。
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在本文中,作者开发了一种钯催化的α-溴烯烃衍生物ArXCBr=CH2的迁移环化反应,其中X表示磷(P(O)R)、硅(SiR2)、硫(SO2)、碳(C(O))、氮(NTs)或基于氧的基团,从而生成了各种苯并杂环化合物。
机理研究表明,环化反应通过一个意想不到的级联过程进行,其中sp2碳之间的反式1, 2-钯迁移是催化循环的关键步骤。
据了解,这种金属迁移以前从未被报道过。
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图1:1, 2-金属迁移实现的迁移官能化
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图2:过渡金属催化的迁移环化反应
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图3:钯催化的迁移环化反应的底物范围
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图4:P-手性苯并磷杂卓的不对称合成
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图5:机理研究
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图6:苯并杂环化合物通过钯催化的迁移环化反应的吉布斯自由能曲线以及所选的过渡态和中间体结构
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图7:钯催化的1a迁移环化反应的推测催化循环过程
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图8:P-手性双磷配体的合成
综上,作者开发了一种钯催化的α-溴代烯烃衍生物(ArXCBr=CH2)的迁移环化反应,生成多种苯并杂环化合物。该反应通过一个意外的级联反应进行,其中sp2碳之间的反式1, 2-钯迁移是催化循环的关键步骤。
不仅提供了一种新的合成苯并杂环化合物的方法,还揭示了一种新的金属迁移机制,即sp2碳之间的反式1, 2-钯迁移。这一发现为设计新型高效催化剂和合成复杂有机分子提供了新的思路。
该方法在合成多种具有生物活性和材料科学应用的苯并杂环化合物方面具有广阔的应用前景。此外,手性苯并磷杂卓的合成展示了该方法在不对称合成中的潜力,为合成手性药物和功能材料提供了新的途径。
Li, WC., Zhang, L., Bai, S. et al. Synthesis of benzoheterocycles by palladium-catalyzed migratory cyclization through an unexpected reaction cascade. Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58633-5

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