近日，新葡的京官网有机功能分子设计与转化研究团队在国际顶级期刊《Nature Communications》（Nature子刊，影响因子17.694）发表了题为“Regioselective Ni-Catalyzed reductive alkylsilylation of acrylonitrile with unactivated alkyl bromides and chlorosilanes”的研究论文，首次提出了镍催化烷基溴、氯硅烷参与的丙烯腈还原性烷-硅化反应策略，不但为丰富有机硅化学分子库提供新方法，而且为研制具有自主知识产权的有机硅试剂提供坚实的研究基础。
有机硅化合物因其独特的性质和在众多领域广泛的应用，受到越来越多的关注。开发新的具有良好稳定性和普适性的合成策略，应用于有机硅合成化学，是具有挑战且迫切需要解决的课题。
该研究通过镍催化的烯烃双官能团化反应构建C-Si键，从简单的烷基溴和丙烯腈原料出发，以氯硅烷为硅源，实现了各种有机硅化合物的高效合成（图1）。该反应策略以碳基源和硅基源作为双亲电试剂构筑C-C和C-Si键，丰富了烯烃双官能化的方式。该研究合成了一系列具有高分子多样性的有机硅烷，为烷基硅衍生物的制备提供了更便捷的反应策略。反应不仅具有广泛的底物适用性，对羟基、硼酸酯、酰胺、醛基、杂环等官能团展现出良好的兼容性，同时在天然产物及药物分子修饰中表现出潜在的应用价值。
图1 研究背景及新型硅基化反应
该研究底物适用范围非常广泛（图2），且能够对天然产物以及药物分子进行修饰：1）含有众多重要官能团的一级碳、二级碳和三级碳烷基溴代物都能够较好地参与反应，特别是顺利实现了紫苏醇、诺卜醇、雌酮、吲哚美辛、萘普生、尼氟灭酸、丙磺舒、非布索坦等分子的后官能化；2）各种烯基氯硅烷衍生物和烷基氯硅烷衍生物都可以耐受和兼容。
图2 反应具有良好的底物适用范围
同时该研究成功进行了克级制备实验，为后期产业化生产提供了重要的理论依据，此外该研究成果可以进行多种衍生化实验，丰富了有机硅化学的合成方法（图3）。最后该研究提出了可能的反应机理，为后期研究进一步指明了方向。
图3 克级规模制备和合成应用
该项研究由新葡的京集团350vip8888平台张譞教授、孙锦伟博士、硕士研究生周永泽和科研助理顾瑞共同完成。研究工作得到国家海外高层次引才计划青年项目、国家自然科学基金项目、江苏特聘教授项目、江苏双创人才项目、江苏省自然科学基金项目和新葡的京集团350vip8888平台海外高层次人才启动项目资助。
文章链接网址：
“Regioselective Ni-Catalyzed reductive alkylsilylation of acrylonitrile with unactivated alkyl bromides and chlorosilanes”
https://www.nature.com/articles/s41467-022-34901-6.