硅杂环因其独特的物化性质，尤其是光学和电子特性，越来越受到关注，在有机硅化学和材料科学中的地位越来越重要，其中硅杂环丁烷（SCB）是最重要硅基合成子之一，由于其高环应变力（150 kJ / mol）和特殊的路易斯酸性，可应用于特殊含硅化合物的合成。在过去近十年里，硅杂环丁烷（SCB）与烯烃、炔烃或三元环化合物的反应已收到一定的关注，可用于制备特殊的硅杂环或含硅化合物，如图1所示，硅杂环丁烷（SCB）的反应性十分有趣，可发生多种类型的转化反应。然而，基于硅杂环丁烷（SCB）开发化学选择性的反应过程并非易事，尤其是在控制硅-碳键的选择性断裂与重组，从而有效实现这些反应的高区域和立体选择性方面具有很大的挑战性，目前仅在硅杂环丁烷与炔烃的反应中实现了立体选择性控制，其它类型的反应过程均未见不对称催化反应过程的报道。
图1. 硅杂环丁烷（SCB）的反应性
最近，杭州师范大学有机硅化学及材料技术教育部重点实验室的徐利文教授（点击查看介绍）课题组设计了苯并硅杂环丁烷和环丙烯化合物间的选择性环加成反应，并成功构建含硅-双环[4.1.0]庚烷化合物。其反应的核心点在可通过钯活化环丙烯的双键从而实现含硅四元环的扩环/插入协同完成化学选择性Si-C(sp2)键活化，在保留高张力三元环骨架的基础上可形成新的C(sp2)-C(sp3)和Si-C(sp3)键。经过大量的条件筛选，实现了在温和条件下，以高收率和完美的非对映选择性（>99:1 dr值）形成了一系列新新型高张力双环骨架硅杂环（图2）。
图2. 钯催化硅-碳键断裂及其与环丙烯的重组扩环反应
另外，通过大量的手性配体筛选，发现使用手性亚磷酰胺配体可实现其不对称反应，并以良好的对映选择性（up to 95.5:4.5 er），成功构建了至少3个手性中心的硅杂环衍生物，完成了这一挑战性反应。对于反应机理，作者通过DTF计算和31P-NMR对反应的跟踪，发现反应路径更趋向于钯金属配合物先与环丙烯化合物的双键实现配位活化，再进一步与苯并硅杂环丁烷反应的新颖路径。在该工作中，该团队首次实现了苯并硅杂四元环与环丙烯的化学选择性和立体选择性扩环-并环反应，底物适用范围广并具有良好的非映选择性和对映选择性，为结构复杂的含硅杂环化合物的可控合成提供了新的途径和思路。
该工作近期发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。
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Controllable Si-C Bond Activation Enables Stereocontrol in Palladium-catalyzed [4+2] Annulation of Cyclopropenes with Benzosilacyclobutanes
Xing-Ben Wang, Zhan-Jiang Zheng, Jia-Le Xie, Xing-Wei Gu, Qiu-Chao Mu, Guan-Wu Yin, Fei Ye, Zheng Xu, Li-Wen Xu
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201913060
导师介绍
徐利文
https://www.x-mol.com/university/faculty/41627
（本稿件来自Wiley）
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