在化学合成领域，交叉偶联反应因其在构建碳-碳键中的关键作用而备受关注。哈佛大学的Richard Y. Liu团队在《美国化学会志》（JACS）上发表的研究中，报道了一种创新的位点转移芳基交叉偶联反应。这一突破性技术能够从单一偶联试剂出发，高效合成多种结构异构体，为化学合成提供了新的策略和工具。
研究背景：
交叉偶联反应是有机合成中构建碳-碳键的重要手段，尤其在制药和材料科学中有着广泛的应用。传统的交叉偶联反应通常依赖于特定的位点选择性，这种选择性往往由亲电性离去官能团的位置决定。为了获得不同的取代形式，化学家们通常需要合成新型的起始反应物异构体，这一过程既耗时又耗资源。
研究进展：
Richard Y. Liu团队开发的位点转移芳基交叉偶联反应，通过使用大体积的钯（Pd）催化剂，实现了从相同的偶联试剂出发，合成多种结构异构体的目标。
在实验设计方面，研究团队采用了一系列的实验方法来验证他们的假设。通过使用大体积的Pd催化剂，他们成功地实现了芳基卤化物的位置转移。在反应过程中，他们逐渐加入亲核试剂，观察并分析了反应的动力学行为。此外，他们还利用理论计算来模拟反应过程，进一步验证了实验结果。
为了深入理解反应机理，研究团队进行了理论计算。他们发现，该反应的动力学过程符合Curtin–Hammett动力学过程。这一发现表明，反应的位点选择性不仅受到热力学平衡的影响，还受到反应动力学的控制。这一理论框架为未来设计新型交叉偶联反应提供了重要的指导。
实验结果表明，该位点转移芳基交叉偶联反应能够高效地合成多种结构异构体。研究团队通过逐渐加入亲核试剂，成功地实现了反应的动力学拆分，生成了非常规异构体产物。这些结果不仅证实了他们的假设，还为理解交叉偶联反应的机理提供了新的见解。
研究要点：
Richard Y. Liu团队的研究在多个方面展现了创新性。首先，他们开发了一种新的位点转移芳基交叉偶联反应，这一反应能够从单一偶联试剂出发，合成多种结构异构体。其次，他们通过逐渐加入亲核试剂，实现了反应的动力学拆分，这一策略在以往的研究中鲜有报道。最后，他们通过理论计算和实验数据，为位点转移的交叉偶联反应提供了一种普适性的机理框架。
要点1. 瞬态金属炔物种的形成
这项研究首次展示了大体积的Pd催化剂通过形成瞬态金属炔物种，能够高效率可逆的进行芳基卤化物的位置转移。
要点2. 热力学平衡与动力学拆分
虽然该反应主要受到热力学平衡的控制，但是通过逐渐加入合适的亲核试剂，能够导致发生动力学拆分，并且以较高的产率生成非常规的异构体产物。该反应方法对一系列氧/氮中心亲核试剂兼容，对许多常见的官能团兼容。
要点3. Curtin–Hammett动力学过程
通过理论计算和实验数据表征该反应的动力学过程符合Curtin–Hammett动力学过程，这项研究为拓展位点转移的交叉偶联反应提供一种普适性的机理框架。
结论：
Richard Y. Liu团队的这项研究是交叉偶联反应领域的一个重要突破。他们的工作不仅提高了合成效率，还拓宽了交叉偶联反应的应用范围。这一研究成果不仅在学术上具有重要意义，而且在实际应用中也具有广阔的前景。通过这种位点转移芳基交叉偶联反应，化学家们能够更高效地合成复杂的有机分子，这对于新药开发、材料合成以及化学工业等领域都具有重要的推动作用。
文献信息
文献标题：Migratory Aryl Cross-Coupling
作者：Yoshiya Sekiguchi, Polpum Onnuch, Yuli Li, Richard Y. Liu
发表期刊：Journal of the American Chemical Society
DOI：10.1021/jacs.4c15086
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.4c15086
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