郑州大学宋毛平教授团队在碳氢键活化研究中再获重要进展

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   郑州大学化学与分子工程学院宋毛平教授研究团队在廉价金属钴(II)催化的芳烃C(sp2)-H键与端基炔C(sp)-H键的C-C/C-N串联偶联反应中再次取得重要进展。相关研究成果近日发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 10012-10015)上。该院2012级博士研究生张林宝为该论文第一作者，宋毛平教授和牛俊龙博士(后)为共同通讯作者。
    含氮杂环化合物广泛存在于各类药物分子中，因此高效和高选择性地合成含氮杂环骨架受到有机合成化学家们的广泛关注。其中，如何高选择性地合成3-位亚甲基取代的异吲哚啉-1-酮杂环分子，是该领域研究的难点之一。已报道的研究通常需要预先官能化的原料或者多步反应来实现3-亚甲基异吲哚啉-1-酮的合成，但步骤相对繁琐，原子经济性差。更为直接的方法是通过金属催化的苯甲酰胺衍生物与炔烃的偶联反应，然而反应的区域选择性很难控制，通常得到的是异喹啉酮化合物。
    近期，宋毛平教授团队围绕″功能分子的选控性构筑″这一学科建设方向,利用该团队开发的N,O-双齿导向基，致力于发展廉价金属催化C-H键活化的新方法和新策略，已经成功实现了首例钴(II)催化芳烃/烯烃C-H键的烷氧基化反应(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 272-275)，铜促进的直接烷氧基化和芳氧基化反应(Org. Lett.2014, 16, 1104-1107；J. Org. Chem.2014, 79, 10399-10409)。为了进一步开发廉价金属钴在有机合成中的应用，研究团队继续做了系统深入的研究。该项研究通过“N,O-双齿螯合导向”的策略，以较低的催化剂用量(5 mol％草酸钴)，实现了芳烃和炔烃C-H键的活化及化学转化，成功地完成了3-亚甲基异吲哚啉-1-酮的简捷合成，反应具有高度专一选择性。该研究为进一步构建和发展其它钴催化C-H键直接官能团化反应提供了新的思路。
    该项研究工作得到河南省博士后科研启动经费和国家自然科学基金的支持。