近期，化学化工学院黄学良教授课题组在桥联C-C键活化研究方面取得了新进展，分别在《Journal of the American Chemical Society》和《Nature Communications》发表题为“Modular Access to Medium-to-Large Sized Lactams through Alkyne Bridging C−C Bond Activation of Unstrained Carbonyls”和“Modular esterification of unstrained carbonyls through palladium-catalyzed alkyne bridging C-C bond activation”的学术论文。
将氧或氮原子插入易得酮的碳-碳（C–C）σ键以形成酯或酰胺，构成了诸如Baeyer-Villiger氧化、Beckmann重排和Schmidt重排等经典反应的基础转化。尽管这些传统反应长期以来一直是合成化学的基石，但其适用范围本质上局限于在羰基邻位进行单原子（O或N）插入，无法同时引入其它结构单元以构建更复杂的分子架构。鉴于酯类和酰胺在生物活性天然产物及药物分子中的普遍存在，开发以简单原料为反应物，发展快速、结构多样化的高效合成方法具有重要的研究价值。
图1研究背景和研究进展
基于前期在桥联C-H键活化(Bridging C-H Bond Activation)方面的研究基础(Angew. Chem. Int. Ed.2018,57, 319;Nat. Commun.2020,11, 461;Angew. Chem. Int. Ed.2020,59, 18261;ACS Catal.2021,11, 1570;Cell Rep. Phys. Sci.2022,3, 100776;Angew. Chem. Int. Ed.2023,62,e202300703;Nat. Commun.2024,15, 10844)，研究人员提出了一种简单策略，将2-炔基苯酚和苯胺类似物插入羰基化合物的非张力C–C键，实现了多样化酯、酰胺、中环至大环内酯及内酰胺的模块化合成。与上述三种受限于单原子插入酮类底物的传统反应不同，本方法可将易得的炔基苯酚和炔基苯胺插入包括酮、酯和酰胺在内的多种羰基底物。该策略展现出优异的官能团耐受性，可直接应用于生物活性分子修饰。值得注意的是，当以天然手性酮（如D-樟脑、表雄酮和雌酚酮）为反应物时，该反应能有效调控产物中新轴手性的形成。
该研究建立了一种构建联芳基骨架的全新方法，代表了羰基化合物中无需导向基团的过渡金属催化C–C键活化领域为数不多的成功范例，实现了对线性/环状酮、酯及酰胺等多种羰基底物中惰性C–C键的选择性断裂。产物在催化剂设计和材料科学领域具有广泛的应用前景。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5c08553
该研究由国家自然科学基金支持完成，黄学良教授为论文唯一通讯作者，我校为论文唯一通讯单位，我院硕士研究生袁珊和管启帆为本文共同第一作者。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-64279-0
该研究由国家自然科学基金支持完成，黄学良教授和山东大学陆刚教授为共同通讯作者，我校为论文第一通讯单位，山东大学陆刚教授和胡凌飞博士通过DFT计算为反应机理提供了重要的理论依据。我院已出站博士后丁明若博士、硕士研究生牛梦梦、管启帆和山东大学胡凌飞博士为本文共同第一作者。