2024年1月27日，中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所戴輝雄課題組與Angew. Chem. Int. Ed.發(fā)表了題為Palladium-Catalyzed Deuteration of Arylketone Oxime Ethers的研究論文，通過(guò)開(kāi)展基于芳酮C–C鍵活化的氘化反應(yīng)研究，為合成氘代天然產(chǎn)物及藥物分子提供了高效方法。

碳-碳鍵是構(gòu)成有機(jī)化合物基本骨架的化學(xué)鍵，碳-碳鍵的斷裂與重組在生物體內(nèi)和工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在，因此發(fā)展碳-碳鍵斷裂的新方法具有十分重要的意義。它不僅可以為現(xiàn)代合成化學(xué)提供大量廉價(jià)易得的原材料，還能為緩解能源危機(jī)、減少環(huán)境污染和可再生資源的利用提供新的解決方案。如石油工業(yè)產(chǎn)品的改性利用、造成白色污染的塑料制品的降解以及高聚物的降解再轉(zhuǎn)化利用等。與已廣泛研究、日趨成熟的碳-碳鍵形成方法相比，碳-碳鍵斷裂的方法學(xué)研究相對(duì)滯后。這是由于過(guò)渡金屬催化的碳-碳鍵斷裂和重組往往是一對(duì)可逆的過(guò)程,其中碳-碳鍵的解離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳-金屬鍵，從熱力學(xué)角度來(lái)看，碳-碳鍵的斷裂非常困難。

有機(jī)酮是一類重要的有機(jī)化合物，其廣泛存在于藥物分子，功能材料和天然產(chǎn)物中。通過(guò)過(guò)渡金屬催化對(duì)酮類化合物的碳-碳鍵活化，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這類化合物的有效轉(zhuǎn)化，同時(shí)由于這類原料來(lái)源廣泛，易得，因此還可以提供新的芳基、烯基、炔基和烷基化試劑。戴輝雄課題組長(zhǎng)期致力于金屬鈀催化下，通過(guò)發(fā)展多配體協(xié)同接力的策略，實(shí)現(xiàn)了芳酮和烯酮的一系列官能團(tuán)轉(zhuǎn)化（Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 14388；ACS Catal. 2021. 11, 1758；ACS Catal. 2022, 12, 82; Sci China Chem, 2023, 66, 2037; iScience, 2022, 25, 104505；Org. Lett. 2021, 23, 2147；2021, 23, 8291；2022, 24, 7344；Chem. Commun., 2021, 57, 9716；2023, 59, 3269；J. Org. Chem. 2022, 87, 6807；Chin. J. Chem. 2023, 41, 3587；Tetrahedron Lett. 2022, 95, 153721.）

芳基酮C-C鍵斷裂官能團(tuán)化

在前期工作基礎(chǔ)上，該課題組以芳酮為底物，氘代甲酸鈉作為氘源，通過(guò)?；鶠殡x去基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了鈀催化配體促進(jìn)的區(qū)域選擇性氘化反應(yīng)；通過(guò)以酰基作為導(dǎo)向基團(tuán)及離去基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)芳酮底物的雙官能團(tuán)化修飾。該反應(yīng)為合成氘代天然產(chǎn)物及藥物分子提供了一種簡(jiǎn)便的方法。

芳基酮C-C鍵斷裂氘化

上海藥物所博士后王震宇和南京中醫(yī)藥大學(xué)碩士研究生張頊為該論文共同第一作者。上海藥物所戴輝雄研究員、徐輝副研究員為該論文共同通訊作者。本研究還得到國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委、上海市學(xué)術(shù)帶頭人計(jì)劃及上海市超級(jí)博士后等項(xiàng)目的支持。

全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202319773