内蒙古科学技术研究院李文聪博士在Nature子刊发表研究论文

 近日，内蒙古科学技术研究院矿产资源利用与冶金所李文聪博士作为第一作者，和生物技术研究所正高级工程师白世明共同合作在国际顶级学术期刊Nature Communications上（中科院一区TOP，影响因子：14.7），发表题目为“Synthesis of benzoheterocycles by palladium-catalyzed migratory cyclization through an unexpected reaction cascade”的重要论文。报道了一种钯催化的迁移环化反应，通过一种不同寻常的串联反应过程，高效合成了多种苯并杂环化合物。这一方法不仅避免了传统策略中对底物的预修饰需求，还揭示了一种反式1,2-钯迁移机制，为C‒H键官能团化提供了新思路。

 过渡金属催化的迁移官能团化反应因其能够直接远程活化C‒H键而备受关注。然而，现有的研究主要集中在sp³碳链上的1,2-金属迁移或sp²碳之间的1,4-金属迁移。sp²碳之间的1,2-钯迁移并没有太多报道。苯并杂环化合物（如苯并呋喃、苯并噻吩、苯并磷杂环等）广泛存在于天然产物、药物和功能材料中。传统的合成方法通常依赖于芳基卤化物或芳基金属试剂的分子内偶联反应，但这些方法需要预先在芳环的邻位引入卤素或金属基团，步骤繁琐且底物范围有限。

 基于此，研究团队以α-溴代烯烃衍生物（ArXCBr=CH₂）为底物，通过钯催化实现了高效的迁移环化反应。反应中，X可以是磷（P(O)R）、硅（SiR₂）、硫（SO₂）、碳（C(O)）、氮（NTs）或氧基团，从而合成了一系列苯并杂环化合物。通过详尽的机理研究，包括同位素标记实验和中间体捕获等，证实反应的关键步骤是反式1,2-金属迁移过程—钯中心从C=C双键的α位迁移至β位。此外，研究团队还成功实现了该串联反应的不对称催化，使用手性钯催化剂合成了具有良好对映选择性的P-手性苯并磷杂环化合物。这些产物可进一步转化为手性双膦配体，为手性膦配体的合成提供了新思路。

 本研究的突破在于：揭示了一个不同寻常的sp²碳之间的反式1,2-钯迁移机理，丰富了金属迁移化学的反应机制；无需预修饰底物，直接通过C‒H键活化实现环化，简化了合成步骤；广泛的底物范围和良好的对映选择性，为未来药物中间体合成以及天然产物合成等技术转化提供理论依据。