【今日化学前沿】Nature报道：铁催化的羰基-烯烃复分解反应
复分解反应，是指化学键的切断并重新结合的过程，是一类非常重要的碳碳键形成反应，主要包括烯烃复分解反应、炔烃复分解反应、烯炔复分解反应等，在有机合成和高分子材料中具有广泛的应用。其中应用最多的就是烯烃复分解反应，曾获得2005年的诺贝尔化学奖。按照反应过程中分子骨架的变化，烯烃复分解主要分为五类：开环复分解（ROM）、开环复分解聚合、非环二烯复分解聚合、关环复分解（RCM）以及交叉复分解反应（CM）等。
众所周知，烯烃可以由羰基化合物经由Wittig反应等得到，那么能否直接发生羰基-烯烃的复分解反应呢？答案当然是可以的，事实上，羰基-烯烃的复分解反应早有报道，但发展还不够完善，底物比较狭窄，条件较为苛刻，有的需要当量的过渡金属催化剂才能完成（常用的Grubbs二代催化剂，CAS：246047-72-3，大约7000元/2克，非常昂贵）。
近期，密歇根大学化学系一位年青的女科学家Corinna S. Schindler在Nature上发表文章，报道了三价铁催化的羰基-烯烃复分解反应，称得上是该领域革命性的突破，文章doi:10.1038/nature17432。作者采用非常廉价的FeCl3作催化剂（CAS：7705-08-0，536元/25克），在5% FeCl₃的条件下，用二氯乙烷作溶剂，室温空气中反应，就能以较高产率顺利发生羰基-烯烃关环复分解反应，构建含有多取代双键的五元环、六元环，反应非常温和。
首先，作者通过条件筛选，找出了最佳反应条件，接着进行了底物扩展，芳基酮底物中芳基上可以带有烷基、烷氧基、卤素等各种取代基，侧链上的取代基可以是酯基、烷基、磺酰基等，都能以较高产率发生羰基-烯烃复分解反应，构建五元环或者六元环，还可以合成非常有用的合成子——带有季碳中心和多取代双键的五元环。反应条件非常温和，并且表现出了良好的官能团容忍性。
作者也提出了反应可能的机理，并且通过和密歇根大学化学系的同事Paul M. Zimmerman教授合作，通过实验和计算化学的方法确定了反应是经由协同的机理，经四元环过渡态发生的，这也和常规的Wittig反应以及烯烃复分解反应的机理一致。
总之，Corinna S. Schindler教授在Nature上报道了一种非常重要的羰基-烯烃复分解反应，条件温和，操作简便，催化剂经济价廉，底物适用性广泛，表现出了很好的官能团容忍性，且可以实现大量制备。这也是一种非常重要的构建五元环的方法，将在有机合成和材料合成中具有广阔的应用前景。
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