近日，我校化学与材料科学学院关正辉教授团队在对烯烃羰基化反应深入研究的基础上，发展了钯催化烯烃的氢酰氯化反应，为酰氯的合成提供了新的方法。研究成果以Palladium-catalyzed regiodivergent hydrochlorocarbonylation of alkenes for formation of acid chlorides为题在线发表于《自然-通讯》杂志。
酰氯是有机合成中基础和常用的亲电试剂，其广泛应用于酮、酯、酰胺等的合成，在医药农药合成、高分子材料合成等领域具有非常重要的用途。传统化学合成中，酰氯主要由羧酸与强腐蚀性氯化试剂，如二氯亚砜、三氯氧磷、草酰氯等的氯化而获得。然而，大量氯化试剂的使用不但会腐蚀生产设备，对环境也造成了不小的压力。更为重要的问题是，单一的酰氯合成法严重限制了多样性酰氯的获得和使用，特别是当对应的羧酸无法获得时，其酰氯也将难以获得。因此，发展不依赖羧酸为原料的酰氯合成法，是合成化学家亟需解决的难题之一。
烯烃与一氧化碳的羰基化反应为含羰基化合物的合成提供了基础和高效的方法，如烯烃的氢甲酰化合成醛、氢酯化合成酯、氢酰胺化合成酰胺等。然而，尽管烯烃的氢酰氯化反应早在1962年即被发现，半个多世纪以来却一直没有得到发展。其主要原因是该类反应中具有难以克服的困难，如产物酰氯与金属催化剂的逆向氧化加成会导致氢酰氯化反应难以进行、难以抑制的烯烃/氯化氢双分子加成副反应甚至超过了烯烃/一氧化碳/氯化氢的三分子加成主反应、反应的区域选择性难控制等。
近日，关正辉教授团队研究发现氯硅烷和醋酸的混合物可作为氯化氢的新型缓释剂，使用该氯化氢缓释剂可以有效抑制烯烃与氯化氢的双分子加成副反应。在此基础上，团队人员分别通过大位阻叔丁基膦配体和XantPhos膦配体有效促进了酰基氯化钯中间体的还原消除同时抑制了产物的逆向氧化加成，从而发展了区域选择性可调可控的烯烃氢酰氯化反应。
该研究实现了烯烃、一氧化碳与氯化氢的三分子加成反应，适用于芳基烯烃、烷基烯烃以及含有烯基的生物活性分子等各类底物，为各种酰氯的合成提供了高效的新方法。基于该新型氢酰氯化反应，研究人员还进一步建立了以烯烃为原料一锅合成酯、酰胺、酮等的方法，并实现了含烯基生物活性分子与含羟基或胺基生物分子的快速链接。
论文地址：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38748-3