钯催化的环异构化反应可以高效构建碳环、杂环骨架，在有机合成领域受到了广泛关注。在传统的钯催化异构化体系中，常以乙酸和双苄叉乙二胺(bbeda)为氢源，用于分子内的5-exo-trig环化反应。然而，到目前为止，很少有关于官能团调控的分子内5-exo-trig和6-endo-trig的可控环化反应的报道。近日，江南大学夏晓峰跟深圳湾实验室吴云东院士合作，利用碳水化合物作为氢源，成功实现了钯催化官能团控制的1,6-烯炔的多样性环异构化反应（图1）。
该工作利用钯氢催化官能团控制的环异构化策略，成功实现了多取代吡咯、环戊烯和四氢吡啶的高效合成（图2）。
为了弄清氢的来源问题，作者进行了一系列氘代机理研究（图3）。以氘代乙醇为氢源，通过钯催化的异构化过程，实现了不同位点的氘代。
基于氘代实验结果和之前的文献报道，利用密度泛函理论方法结合SMD溶剂化模型探讨了该反应的可能机理。系统研究了三种不同底物1a、3a和5a的环异构化途径（图4），解决了以下两个关键问题:(1)不同底物优选的环化方式；(2)形成产物的具体异构化途径。
综上，作者成功发展了一种以碳水化合物为氢源的钯催化官能团控制的多样性环异构化反应。具有单取代烯烃的1,6-烯炔在钯氢催化下可以实现吡咯和环戊烯衍生物的高效合成；而具有双取代烯烃的1,6-烯炔在钯氢催化下可以实现四氢吡啶的选择性构建。
相关研究成果近期发表在Organic Chemistry Frontiers (2021, DOI: 10.1039/D0QO01472A，HOT Article)上。本研究工作得到了中科院上海有机化学研究所李超忠研究员的大力支持与帮助，特此表示感谢。相关研究得到了浙江省自然科学基金、宁波市“科技创新2025”重大专项、宁波市自然科学基金和中科院有机氟化学重点实验室开放基金的资助。
Palladium-catalyzed divergent cycloisomerization of 1,6-enynes controlled by functional groups for the synthesis of pyrroles, cyclopentenes, and tetrahydropyridines
Linglong Ding, Yi-Hui Deng, Tian-Yu Sun, Dawei Wang, Yun-Dong Wu and Xiao-Feng Xia
Org. Chem. Front., 2021, 8, 4785-4790
