有机膦催化的Domino环化反应，由于其原子经济性、步骤经济性、反应条件温和以及操作简单的优点，受到化学家的青睐。联烯酸酯因其结构特殊性和反应形式多样性，被广泛用作环化反应的原料，已有许多开创性的工作相继报道，显示出了巨大的合成潜能。虽然在此领域取得了很大进展，开发联烯酸酯新的反应模式仍存在着较大的发展空间。

图1 有机膦催化的联烯酸酯的反应模式

近日，南开大学黄有教授（点击查看介绍）课题组报道了一种设计的新型联烯酸酯-γ-烯基取代联烯酸酯，实现了膦催化的三重亲核加成的(3+2)(2+3)连续环化反应，发展了一类高效合成氮杂多环化合物的新策略。相对于普通的联烯酸酯，γ-烯基联烯酸酯由于引入烯基，反应过程中面临一些挑战：反应位点多、竞争反应多、化学选择性和区域选择性控制难度加大。该团队通过设计合适的多位点亲核试剂，探索催化剂、温度等因素对反应的影响，找到了最优条件，可以高效的合成多环化合物，而且反应生成的两个非对映异构体可以通过柱层析分离得到，为Hydropyrroloimidazolones类天然产物的合成提供了新的思路。在最优条件下，该(3+2)(2+3)环化反应表现出良好的底物适用性。

图2 多亲核试剂的适用范围

为了更好地理解反应机理，该研究团队进行了相关实验，通过分离反应中间体，同位素标记实验，结合同位素分布分析，提出了合理的反应机理。

图3 反应机理

有趣的是，有多个反应位点的烯炔化合物也可以在此条件下实现(3+2)(2+3)环化反应，扩大了这一反应的应用范围。机理研究表明，在此反应过程中烯炔酸酯和γ-烯基联烯酸酯在膦催化下都会形成相同的反应中间体。

图4 烯炔参与的反应

综上，黄有教授课题组设计合成了γ-烯基联烯酸酯，通过三重亲核加成反应实现了与脲类底物的连续环化反应，通过设计新的联烯酸酯，引入了新的反应位点，进一步扩展了联烯酸酯的反应模式。该方法操作简便，反应条件温和，底物适用性强，为含氮杂环化合物的合成提供了新的路径。

相关工作发表在Chemical Communications 上，第一作者是冯佳旭博士。该研究工作得到了国家自然科学基金委（21672109, 21871148，21472097, 21172115，20972076），天津市自然科学基金（15JCYBJC20000 ，10JCYBJC04000 ，05YFJMJC00600）和南开大学的资助。

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Phosphine-catalyzed (3+2)/(2+3) sequential annulation involving a triple nucleophilic addition reaction of γ-vinyl allenoates

Jiaxu Feng, You Huang

Chem. Commun., 2019, 55, 14011-14014, DOI: 10.1039/c9cc07346a

导师介绍

黄有教授简介

黄有，南开大学教授，博士生导师。1986年本科毕业于河南师范大学化学系，1997年于浙江大学化学系获得有机化学博士学位。1997-1999年，在南开大学元素所进行博士后工作（合作导师：陈茹玉院士），1999-2002年，在大阪大学药学院从事博士后研究（合作导师：Hidenobu Ohmori和Hatsuo Maeda）。2011年起，在南开大学化学院担任教授、博士生导师。黄有教授先后获得南开大学“敬业”奖教金教学二等奖，南开大学校级“教工先锋岗”先进个人，南开大学第五届“良师益友”提名奖等荣誉称号。课题组主要研究领域包括有机膦催化的Domino环化反应、硫叶立德参与的Domino环化反应、新型手性膦催化剂的设计合成及其不对称催化反应研究。目前，该课题组已经在Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal., Org. Lett., Chem. Commun., Chem. Eur. J. 等国际化学期刊发表论文90余篇。

http://www.x-mol.com/university/faculty/11847

http://skleoc.nankai.edu.cn/info/1018/1670.htm

https://hyou.scholar.group/?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg

博士研究生冯佳旭简介

冯佳旭，2011年考入延边大学，并于2015年获得理学学士学位。同年考入南开大学师从黄有教授攻读硕士学位，2017年转为博士研究生，从事有机膦催化反应研究。