我院卓春祥教授课题组在钼催化领域的研究中取得重要进展,相关研究成果以“Catalytic Hydroacylation of Alkynes with Aldehydes by a Cp′Mo Catalyst”为题发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc, 2026, doi: 10.1021/jacs.6c14278)。
过渡金属催化的氢酰化反应是一种高效构建 C–C 键的合成方法,可实现醛与炔烃或烯烃之间的偶联,用于高效合成烯酮和酮类化合物,具有较高的原子经济性。该反应通常经历醛的 C–H 键活化和 C–C 键形成过程。分子间氢酰化反应的偶联底物来源广泛、结构多样,因此一直备受关注。目前,此类反应通常采用 Rh、Ru、Ni 和 Co 等后过渡金属配合物作为催化剂。其中,以基于贵金属铑的催化体系研究最为深入,并取得了显著进展。然而,分子间氢酰化反应往往伴随着竞争性的脱羰副反应,因而限制了其应用。为抑制这一副反应,通常需要使用带有螯合基团的醛类底物,或采用由相应醛和胺原位生成的螯合型醛等价体。因此,开发高效的非贵金属催化分子间氢酰化反应具有重要意义,并有望展现出不同于传统贵金属催化体系的反应活性和选择性。
卓春祥教授课题组致力于低价态钼催化领域研究,创制了系列新型低价钼催化剂,发展出三类新型钼催化羰基转化反应,实现多种高价值有机分子的高效制备,为羰基化合物的催化转化提供了新的思路和途径,进一步拓展了钼催化在有机合成中的应用边界(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 15254; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 2765; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 8781; J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 5605; Angew. Chem., Int. Ed. 2024, e202412299; J. Am. Chem. Soc. 2026, 148, 11274; Angew. Chem. Int. Ed. 2026, 65, e2472486,J. Am. Chem. Soc. 2026,doi: 10.1021/jacs.6c14278)。在他们以往开发的催化体系中,稳定、易得的 Cp*Mo(II) 配合物能够催化吡啶-2-基酮与炔烃发生分子间脱氧偶联,从而生成官能团化的吲嗪衍生物。基于这一结果,他们设想:若将酮底物替换为醛,低价钼物种可能优先对醛基的 C(O)–H 键发生氧化加成,生成酰基钼中间体。该酰基钼物种与炔烃发生迁移插入以及随后的还原消除过程,生成相应的氢酰化产物。值得注意的是,在此之前尚未有钼催化体系被用于炔烃的分子间氢酰化反应。
近日,卓春祥教授团队报道了首例钼催化的炔烃分子间氢酰化反应,并由此确立了低价Cp′Mo配合物作为一类具有应用潜力的新型氢酰化催化剂(J. Am. Chem. Soc, 2026, doi: 10.1021/jacs.6c14278)。该方法具有广泛的官能团耐受性,适用于芳香醛、杂芳香醛和不含螯合基团的脂肪醛,以及芳基、杂环和烷基炔烃,以普遍较好的收率得到一系列α,β-不饱和酮产物,并具有优异的 E/Z 选择性。分子内底物表现出由催化剂控制的发散反应性:Cp′Mo 配合物促进氢酰化反应,而 Mo(CO)₆/邻苯醌催化体系则使反应转向羰基-炔烃复分解。初步机理研究表明,该催化循环可能依次经历甲酰基 C–H 键的氧化加成、炔烃迁移插入和还原消除。
综上,本研究实现了首例钼催化的炔烃分子间氢酰化反应,并由此确立了低价Cp′Mo配合物作为一种用于原子经济性 C–C 键构建的新型非贵金属催化平台。本研究摆脱了氢酰化反应对贵金属的依赖,揭示了低价钼配合物独特且可调控的反应性,并为设计钼介导的羰基化合物催化转化反应提供了新的可能。
本研究工作在卓春祥教授指导下完成,2023级博士生于艺哲(已毕业,现为卓春祥课题组博士后)为论文第一作者,2022级本科生张智翔(已毕业,现为卓春祥课题组研究生)参与了相关研究工作。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、福建省自然科学基金和厦门大学校长基金的资助。

论文链接: https://pubs.acs.org/jacsat/article-abstract/doi/10.1021/jacs.6c14278/5336068/Catalytic-Hydroacylation-of-Alkynes-with-Aldehydes?redirectedFrom=fulltext