丁富烯是苯的结构异构体，包含带有两个环外共轭亚甲基单元的环丁烯骨架。由于其固有的高应变能和抗芳香性，丁富烯化合物的制备一直是丁富烯化学发展的一个基本问题。

2022年8月18日，浙江大学麻生明院士、郑剑研究员及中科院大连化物所的陈庆安研究员共同通讯在Nature Chemistry （IF=24）在线发表题为“Palladium-catalysed construction of butafulvenes”的研究论文，该研究开发出一种涉及炔丙基化合物的高效钯催化偶联方案，为对称丁富烯衍生物的快速组装提供了可靠且通用的策略。

基于机理研究，已经证实了两种互补的机理，都涉及钯催化。随着机理的揭示，也实现了非对称丁富烯的合成。该策略的优点包括对广泛的炔丙基分子的耐受性、温和的反应条件、简单的催化系统和易于扩展。该产物作为环丁烯衍生物的平台分子的合成潜力也已得到证实。

自 1865 年凯库勒提出苯的合理结构以来，苯及其衍生物的合成和转化取得了里程碑式的成就。由于六个π电子的完美离域，苯是一种高度稳定的芳烃，所有碳-碳键的长度相同，均为1.39 Å。相比之下，苯的五元环状异构体 pentafulvene 表现出因环外双键而产生的非常不同的反应性。如果三共轭碳环的环尺寸进一步缩小，它将形成一种不寻常的异构体，即反芳香丁富烯，它由带有两个环外亚甲基单元的环丁烯组成。根据实验和计算结果，这三种异构体——苯、五富烯和丁富烯——可能表现出截然不同的性质。

与成熟的苯和五富烯衍生物合成方案相比，丁富烯的合成仍然是一个巨大的挑战，因为它具有固有的高应变能和抗芳香性，这已成为探索潜在令人兴奋和有前途的丁富烯化学的瓶颈。60 多年前，Blomquist 等人报道了从 truxinic 酸合成丁富烯的八步法。后来，Huntsman 及其同事证明1,5-己二炔可以通过异构化为中间体 1,2,4,5-六四烯和随后的四电子环加成转化为丁富烯，这需要非常高的能量来克服障碍，因为反应在流动反应器中在 350°C 下进行。

受在过渡金属催化的丙二烯和丙二烯衍生物的环加成或环化方法的启发下，研究人员设想了一种可行的催化方法，从容易获得的丙醇衍生物和丙炔/烯属金属偶联形成双丙二烯，这将经历环金属化和还原在过渡金属催化的影响下消除，从而能够温和有效地合成丁富烯。然而，这样的方法被证明是有问题的，丁富烯合成仍然具有挑战性，成功非常有限。此外，Ito、Sawamura 和 Szabó 及其同事表明，炔丙醇衍生物与 B2Pin2 的反应在硼酸烯基酯阶段停止，没有观察到双烯丙基或丁富烯的形成。

文章模式图（图源自Nature Chemistry ）

该研究开发出一种涉及炔丙基化合物的高效钯催化偶联方案，为对称丁富烯衍生物的快速组装提供了可靠且通用的策略。基于机理研究，已经证实了两种互补的机理，都涉及钯催化。随着机理的揭示，也实现了非对称丁富烯的合成。该策略的优点包括对广泛的炔丙基分子的耐受性、温和的反应条件、简单的催化系统和易于扩展。该产物作为环丁烯衍生物的平台分子的合成潜力也已得到证实。

注：麻生明，1965年5月29日出生于浙江东阳，有机化学家，中国科学院院士 ，第三世界科学院院士，博士生导师。1995年获基金委杰出青年资助（30岁），2003年获教育部长江学者计划，2005年当选为中国科学院院士（40岁）。目前主要从事联烯及其类似物化学方面的研究。引入亲核性官能团，解决了联烯在金属催化剂存在下反应活性及选择性调控，为环状化合物的合成建立了高效合成方法学；发展了从2，3－联烯酸合成γ－丁烯酸内脂类化合物的方法；建立了过渡金属参与手征性中心形成的一锅法双金属共催化的合成方法。同时，实现了同一底物中几种碳－碳键断裂间的选择性调控，提出了杂环化合物的多样性合成方法。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41557-022-01017-9

https://person.zju.edu.cn/mashengming