Fischer型金属卡宾作为一类重要的有机合成反应中间体，被广泛应用于构筑碳-碳及碳-杂键，形成潜手性或手性的三维立体中心。它的生成大多依赖于烷基重氮化合物的脱氮及与金属配位。由于烷基重氮化合物常难以制备、稳定性较差，在原料合成后需立即使用才能获得高的反应收率。醚类化合物是一类易于从化学工业和生物质转化中获得的基础化学品。以廉价易得的醚类化合物替代难以制备的烷基重氮化合物生成金属卡宾中间体、探索其催化转化的新反应对于构筑三维的烷基碳中心具有重要合成意义。
近日，我院曾小明教授团队发现环状单氨基卡宾负载的铬配合物在芳基格氏试剂及碘苯的作用下，可连续断裂醚类化合物的α-碳–氢和碳–氧键，原位形成铬-卡宾中间体，催化实现醚类化合物与芳基格氏试剂和氯代硅烷之间的双重交叉偶联反应(图1)。这一环状单氨基卡宾-铬催化体系能够有效地延缓芳基格氏试剂与氯代硅烷之间的Kumada型副反应，建立了制备含羟基侧链的芳基硅基化衍生物的合成新方法。
图1. 铬-卡宾介导的醚类化合物的双重交叉偶联反应
该反应由活性的低价环状单氨基卡宾-铬催化剂引发，它可与碘苯反应产生苯基自由基，通过攫取醚的α-氢，形成α-自由基并与铬中间体结合，在格氏试剂作用下断裂醚的α-碳-氧键，生成关键的铬-卡宾中间体；其进一步与芳基格氏试剂反应将芳基迁移至卡宾碳中心，生成(芳基)(烷基)铬中间体，最后与氯代硅烷作用生成含羟基侧链的芳基硅基化产物。
该研究结果以“Metal–carbene-guided twofold crosscoupling of ethers with chromium catalysis”为题发表于Nat. Commun.。四川大学为唯一单位，化学学院曾小明教授为该论文的通讯作者，四川大学博士研究生凡飞和彭勇为论文的第一作者。感谢国家自然科学基金委的经费支持。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-50675-5
