近日，我所精细化工研究室仿生催化合成研究组（211组）陈庆安研究员团队在丁富烯的水合[3+2]环调聚反应研究方面取得新进展。
全取代碳中心具有丰富的sp3化学空间，是天然产物和药物的主要结构特征之一。由于其拥挤的三维空间环境，具有很大合成挑战性。当连续全取代碳中心结构单元嵌入多环/桥环体系，其合成难度会呈指数级增长。因此，采用传统的合成策略构建多个连续的全取代碳中心结构框架需要精心设计合成路线，并且耗费大量的时间和原料。传统的构建多个连续全取代碳中心（3个或更多）的方法通常依赖于通过多步合成过程将全取代碳中心逐步引入到预先制备的含有全取代碳中心的底物上。因此，通过一锅法合成多个连续全取代碳中心结构骨架一直存在挑战。
陈庆安团队一直致力于发展不同催化体系，以实现烯烃、炔烃的资源化利用和精准转化。丁富烯是苯的构造异构体，具有三重共轭体系，提供了许多潜在的反应位点。在之前的报道中（Nature Chem.，2022），陈庆安团队与浙江大学麻生明院士团队合作，利用商业可得的原料，实现了Pd催化丁富烯的高效合成。在本工作中，该团队通过丁富烯的水合[3+2]环调聚反应制备了具有多个连续全取代碳中心的多环骨架，从而实现了分子结构从2D到3D的转化。机理实验和理论计算研究表明，该反应经历了丁富烯的加成、环化和水合过程。此外，团队通过各种合成转化和Sc(OTf)3的回收利用实验，验证了该反应的潜在应用价值。该策略为发展高效构筑连续全取代碳中心多环骨架的方法提供了新思路。
相关研究成果以“Hydrated [3+2] Cyclotelomerization of Butafulvenes to Create Multiple Contiguous Fully Substituted Carbon Centers”为题，于近日发表在《德国应用化学》 （Angewandte Chemie International Edition）上，该工作的第一作者为我所博士研究生周博超。上述工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。（文/图 周博超）
