南京大学化学与化工学院有机化学谢劲

fox1992

南京大学谢劲课题组报道了金催化的炔基碘与苯炔的偶联反应，在同一金催化循环中首次创新性的实现了氧化加成，选择性迁移插入以及还原消除过程，这一工作在金化学研究中具有重要意义。相关成果近期在线发表在Angew Chem Int Ed（2023, 62, e202304019）上，并被编辑团队遴选为VIP论文。南京大学2019级直博生王文亮为该论文的第一作者，谢劲教授为该论文的通讯作者。
         金配合物具有优异的官能团容忍性，良好的生物兼容性，耐水氧，环境友好等特征，近二十年来均相金催化引起了化学界的广泛关注。得益于许多优秀化学家的努力，非变价的金催化模式已被深入研究，许多稳定可靠，普适性较强的π酸催化方法被广泛应用。为了进一步拓展金化学的研究范围，近年来金催化氧化还原研究也引起了化学界的广泛关注。AuI/AuIII的氧化电势较高（1.41 V），因此无外加氧化剂条件下的金催化氧化还原偶联具有较大挑战性。传统的金属有机催化模式往往涉及氧化加成，迁移插入以及还原消除等几个核心过程。然而，关于金化学的迁移插入研究目前还主要停留在计量反应阶段。因此，在同一个金催化转化中同时实现氧化还原以及迁移插入过程具有很大的挑战性以及十分重要的意义。

          南京大学谢劲课题组长期致力于高效双核金催化的转化研究(Chem. Rev.2021, 121, 8868; Chem. Soc. Rev.2021, 50, 1874; Nat. Synth. 2023, 2, 338; Chem. Eur. J. 2022, 28, e2022028; Nat. Catal. 2022, 5, 1098; Sci. China Chem. 2021, 64, 1958; J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 3187; Chem. 2019, 5, 2718; Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202305121)。在前期研究的基础上，谢劲课题组近期报道了苯炔与炔基碘的炔碘化反应，首次在金催化氧化还原循环中实现了迁移插入过程，相关成果近期在线发表在Angew Chem Int Ed（2023, 62, e202304019）上。
           作者结合实验与理论计算对反应可能涉及的机理进行了详尽研究。将计量的金配合物与炔基碘反应，作者成功分离出了相应的还原消除产物，反应中可能存在的三价金中间体可以用高分辨检测到；动力学研究结果表明，该反应对炔基碘和金催化剂呈现一级动力学，反应对苯炔是零级动力学，这表明金催化剂与炔基碘的氧化加成过程可能是反应的决速步。此外，向反应中加入自由基抑制剂Tempo对反应几乎无影响，这在一定程度上排除了自由基过程。进一步实验研究表明，苯炔优先对三价金中间体中的Au-C键进行迁移插入。随后作者进行了理论化学计算，结果与实验现象高度吻合。
          该研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划、中央高校基本科研业务费以及配位化学国家重点实验室的资助。特别感谢配位化学国家重点实验室赵越博士在单晶测试与解析中的帮助。