有机硅合成子及试剂应用研究新进展

来源：乐研品牌

有机硅在材料、医学和农业等诸多领域有着广泛的应用，对人类社会发展和科技进步产生了持续且重要的推动作用。硅–碳键（Si–C bond）通常比较惰性，因此其高效化学转化一直是有机硅化学领域的挑战性课题，同时也是新型有机硅功能分子开发的关键方法基础，相关突破不仅有助于加速有机硅新应用价值的开发，而且也将对硅元素化学的基础研究产生重要的科学意义。

四川大学宋振雷教授团队（课题组主页http://www.zhenleisonggroup.com/）自2008年成立以来，长期致力于“Si–C键高效化学转化及应用研究”，设计开发了“偕二硅”和“硅杂环”两类含活性Si-C键的新型有机硅合成试剂，并形成了相应的两个系统且特色的研究方向（图-1）。

① 偕二硅：“硅”作为合成工具，通过将Si–C键转化为C–C键，从而解决“碳”无法独自解决或解决不好的合成问题；② 硅杂环：“硅”作为物质核心，通过将Si–C键转化为新的Si–C键，从而合成含硅药物等研发所需的、但尚缺有效方法的硅杂环。

研究不仅丰富和创新了对硅元素性质的认识，所开发的试剂也已在天然产物全合成、有机硅生物活性分子和材料分子的开发中获得了应用并已商业化，有望在合成化学中产生更广泛的应用价值。

图-1

（1）偕二硅（图-2）。

发展了偕二硅通用、多样和规模化的系统合成方法，克服了二硅空间排斥所带来的合成挑战，开发了手性烯丙基偕二硅等2大类、20余种偕二硅试剂和合成子。发展了偕二硅Prins 环化、exo-Diels-Alder反应和远程[1,5]-Brook重排等20类反应方法学，实现了一系列Si–C键→C–C键的新颖转化，解决了传统条件下或单硅调控下难以实现的选择性控制（化学、区域、立体等）等合成难题。

集成应用所发展的偕二硅反应方法学，开发了明星海洋天然药物―草苔虫素南北两部分迄今为止最为精准、高效和耐受的对接方法，有效地解决了困扰该领域近30年的合成难题，实现了草苔虫素-8的首次全合成，合成效率比天然提取提升近10万倍。

构建了国际上迄今最为丰富的偕二硅试剂库，打破了商业试剂种类单一、价格昂贵的来源瓶颈，偕二硅已发展成为一类在合成化学有重要应用价值的有机硅试剂。系统地揭示了偕二硅一系列独特的“立体/立体”、“立体/电子”、“立体/立体电子”等“二硅协同作用机制”，对硅元素性质的创新认知产生了系统的科学贡献。

图-2

（2）硅杂环（图-3）。

开发了结构多样、性质稳定且可规模化制备的氮硅和环丁硅2类新型有机硅试剂，有效地解决了硅杂环合成试剂匮乏的问题，从源头上形成了硅杂环构建的物质基础，具备了良好的应用推广潜质。

发展了扩环（[4+2]-和双[4+2]-扩环）以及环化（[3+2]-、[4+2]-和[5+1]-环化）两类硅杂环成环策略，实现了一系列“Si–C键活化”驱动的Si–C键高效构建，多样性地合成了硅氮杂环、硅碳杂环和手性硅杂螺环等硅杂环。实现了抗抑郁活性比母体更强的硅代天然产物(-)-sila-mesembranol、具有圆偏振光性质的[6, 6]-手性硅杂螺环己烯等有机硅生物活性分子和功能材料分子的创新合成。

研究价值：发展了硅杂环模块化的构建方法和多样性的平台分子库，为含硅药物等新型功能有机硅分子的研发提供了重要的方法和物质基础。

图-3

   宋振雷，华西药学院科研副院长，药物化学系教授，博士生导师。2000年，兰州大学化学系基地班本科毕业后，继续硕博连读，师从中国科学院院士涂永强教授进行有机化学专业研究，并于2005年获得理学博士学位。2005至2008年，赴美国明尼苏达大学化学系、后转至威斯康星大学麦迪逊分校药学院从事博士后研究，师从Richard.P Hsung 教授。2008年3月回国后，受聘于四川大学华西药学院，从事独立的科学研究工作，并于2012年7月晋升为教授。迄今为止，主持科技部重点研发计划项目课题、重大新药创制科技重大专项（子任务）、国家自然科学基金优青项目、面上项目等国家级项目8项，教育部新世纪优秀人才基金项目等省部级及其他项目6项，作为学术骨干参加国家自然科学基金创新群体项目，科技部973项目3项。

以第一及通讯作者在Chem. Rev.J. Am.Chem.Soc.Angew.Chem.Int.Ed，Nat.Prod.Rep等国际高水平学术期刊上发表论文68篇。11篇影响因子在10以上，他人引用650余次，被国际知名评论期刊正面推荐20余次。受邀在本专业国际主流期刊及丛书撰写综述和章节10余次。受邀参加24届国际杂环会议、亚洲有机化学前沿峰会等国际国内会议20余次，大会及分会报告16次。受邀访问东京大学、南开大学等国内外名校10次并作学术报告。迄今共获得包括“2013年中国化学会青年化学奖”、“2014年ACP Lectureship Award”，2017年四川省青年科技奖在内的国家级、省级和校级各种奖励7项。2016年获得了国家自然科学基金优秀青年基金项目的资助，2019年入选四川省天府万人计划。

参考文献

1.Lu,Ji;Song,Zhenlei*; Zhang,Yuebao; Gan, Zubao; Li,Hongze;Prins Cyclization of Bis(silyl) Homoallylic Alcohols to Form 2,6-cis-Tetrahydropyrans Containing a Geometrically Defined Exocyclic Vinylsilane: Efficient Synthesis of Ring B of the Bryostatins. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51(22),5367-5370.

2.Liu,Zengjin;Lin,Xinglong;Yang,Na.;Su,Zhishan*; Hu,Changwei;Xiao,Peihong;He,Yanyang; Song,Zhenlei*;Unique Steric Effect of Geminal Bis(silane) To Control the High Exo-selectivity in Intermolecular Diels–Alder Reaction.J.Am.Chem. Soc.2016,138,(6),1877-1883.

3.Zhang,Yuebao;Guo,Qianyou;Sun,Xianwei;Lu,Ji;Cao, Yanjun;Pu,Qiang;Chu,Zhiwen;Gao,Lu;Song,Zhenlei*; Total Synthesis of Bryostatin8Using an Organosilane-Based Strategy. Angew.Chem.Int. Ed. 2018, 57(4), 942-946.

4.Xiao, Peihong; Cao, Yanjun; Gui, Yingying; Gao, Lu; Song, Zhenlei*; Me3Si-SiMe2[oCON(iPr)2-C6H4]: An Unsymmetrical Disilane Reagent for Regio‐ and Stereoselective Bis‐Silylation of Alkynes. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57(17), 4769-4773.

5.Wang, Runping#; Luo, Jingfan#; Zheng Chunmei; Zhang, Hongyun; Gao, Lu; Song Zhenlei*; O2-Assisted Four-Component Reaction of Vinyl Magnesium Bromide with Chiral N-tert-Butanesulfinyl Imines To Form syn-1,3-Amino Alcohols. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 24644-24649.

6.Chen, Hua; Peng, Ju; Pang, Qinjiao; Du, Huimin; Huang, Liying; Gao, Lu; Lan, Yu*; Yang, Cheng*; Song Zhenlei*; Enantioselective Synthesis of Spirosilabicyclohexenes by Asymmetric Dual Ring Expansion of Spirosilabicyclobutane with Alkynes Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202212889.

7.Chen, Hua; Chen, Yi; Tang, Xiaoxiao; Liu, Shunfa; Wang, Runping; Hu, Tianbao; Gao, Lu; Song, Zhenlei*; Rhodium-Catalyzed Reaction of Silacyclobutanes with Unactivated Alkynes to Afford Silacyclohexenes. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58(14), 4695-4699.

8.Wang, Wanshu; Zhou, Song; Li, Linjie; He, Yuanhang; Dong, Xue; Gao, Lu; Wang, Qiantao; Song, Zhenlei*; 3-Silaazetidine: An Unexplored yet Versatile Organosilane Species for Ring Expansion toward Silaazacycles.J.Am.Chem.Soc.2021,143,11141-11151.

9.Tang, Xiaoxiao; Zhang, Yan; Tang, Yulang; Li, Yi; Zhou, Jiajing; Wang, Duyang.; Gao, Lu; Su, Zhishan*; Song, Zhenlei*; Ring Expansion of Silacyclobutanes with Allenoates to Selectively Construct 2- or 3-(E)-Enoate-Substituted Silacyclohexenes. Acs Catal 2022, 12(9), 5185-5196.

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