北京大学王剑波教授团队 Chem. Commun.|铜催化下双端炔与双重氮化合物的交叉偶联反应合成联烯聚合物

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研究背景

联烯类化合物具有独特的化学结构和反应性质,并且在天然产物合成、药物化学和材料科学等领域有着广泛的应用。如果将联烯基团引入到聚合物中,则可以丰富高分子化合物的结构和性能。然而,此类联烯聚合物并非常见,主要是由于缺少合适的合成方法。根据已有的文献报道,可以用过交叉偶联、烯烃开环易位聚合以及聚合物后修饰的方法得到相应的聚联烯。尽管如此,这些方法在底物范围上仍存在一定的局限性。

图 1. 联烯聚合物的合成方法



文章简介

最近,北京大学王剑波教授团队报道了一种通过交叉偶联聚合反应合成主链含有联烯结构的聚合物的方法。该反应以双端炔和双 α-重氮酯类化合物为单体,在铜催化剂和手性胍配体的作用下,以高收率合成高分子量的聚联烯。该反应具有条件温和,底物普适性好等特点。

图 2. 底物普适性


本文中得到的联烯聚合物全部具有旋光性,这是由于反应中使用的手性胍配体起到了对映选择性控制的作用。使用 DIBAL 切断聚合物中的酯基,分离得到的含有联烯结构的小分子的 ee 值与小分子交叉偶联反应得到的联烯产物接近,同样具有较高的对映选择性,证实了该反应经由对映选择性聚合的过程。聚联烯也可以发生多种后修饰转化,例如可以在 CuBr2 的作用下发生环化降解,也可以在紫外光照下发生[2+2]环加成反应,得到交联产物。

图 3. 聚合物P1,P12 和 P13 的还原降解


图 4. 聚合物 P7 的环化降解和[2+2]光照交联反应



总结

本课题首次将铜催化的端炔与重氮化合物的交叉偶联反应引入到聚合体系,原位合成主链含有联烯基团的聚合物。该方法可以控制联烯基团的对映选择性,得到的聚合物也可以进行后续转化。这一研究成果近期发表在 Chem. Commun. 上,北京大学化学学院博士研究生于乐飞为该论文的第一作者,北京大学化学学院王剑波教授李子臣教授周奇博士共同为该论文的通讯作者。


论文信息

  • Synthesis of polyallenoates through copper-mediated cross-coupling of dialkynes and bis-α-diazoesters
    Lefei Yu, Qi Zhou,*(周奇,北京大学) Yunpeng Gao, Zihao Fu, Yiyang Xiao, Zi-Chen Li*(李子臣,北京大学) and Jianbo Wang*(王剑波,北京大学)
    Chem. Commun., 2022.
    http://doi.org/10.1039/D2CC00299J


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