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近期，郑州大学化学学院刘泽水/吴俊良课题组基于其前期工作（ACS Catal. 2025, 15, 7066−7078），报道了一种区域多样性构建苯并硅杂八元环化合物的新方法（图1D）。该方法以简单易得的邻溴苯乙烯衍生物和硅杂环丁烷为原料，在钯催化下，经烯基C(sp²)-H键活化，原位生成关键的五元环钯中间体，随后与硅杂环丁烷发生扩环反应。通过调控反应的区域选择性，该策略成功实现了含芳基硅与烯基硅结构的苯并硅杂八元环化合物的多样化构建。相关研究成果发表于Org. Lett.（DOI: 10.1021/acs.orglett.5c02531）。

图1 苯并硅杂八元环的重要性及合成策略（图片来源：Org. Lett.）

经过系统的条件优化，作者确定了构建芳基硅杂八元环的最优反应条件，并据此考察了底物适用范围（图2）。芳基溴所在的苯环可以兼容多种具有不同类型的单取代或多取代官能团（3a–j）。杂芳基如吡啶溴化物也是合适的底物（3k）。2-溴苯乙烯α位取代基亦展现出良好普适性：含不同电性取代基的苯基、萘基、杂芳基、酯基、氰基都能以中等到良好的收率和优异的区域选择性得到相应的芳基硅杂八元环产物（3l–v）。此外，α,β-二苯基取代的烯烃也能够很好的兼容（3w）。随后，作者考察了硅杂环丁烷的底物范围。硅原子上的两个取代基可以兼容不同电性的芳基、萘基、杂芳基以及烷基（3x–H）。

图2 芳基硅杂八元环化合物的合成（图片来源：Org. Lett.）

在考察2-溴苯乙烯α位取代基的过程中，作者发现当α位的取代基为烷基如甲基时，反应的区域选择性非常差，以1:1的比例得到烯基硅杂环和芳基硅杂环的混合物。作者通过对反应条件（包括碱、添加剂和溶剂）的调整，能以14:1的区域选择性得到以烯基硅为主的硅杂八元环产物4a。并且作者发现，随着烯烃α位烷基取代基供电子能力的增强，反应的区域选择性不断提高：当取代基为正丙基时，能以大于20:1的区域选择性得到烯基硅杂环产物4c。基于此最优反应条件，作者进一步考察了该类反应的适用范围（图3）。烯烃α位取代基不仅适用于直链烷基（如甲基、乙基、正丙基），异丙基、环丙基、环己基以及大位阻的叔丁基均能顺利反应，获得良好结果（4d–g）。芳基底物苯环上的取代基也具有良好兼容性，多种类型的官能团均可适用（4h–m）。尤为重要的是，该策略可进一步拓展至环状三取代烯烃底物，以良好的产率和优异的区域选择性得到四取代的烯基硅产物（4n–r）。然而，非环状的三取代烯烃无法兼容该反应体系。随后，作者对不同的硅杂环丁烷进行了考察，均能以良好的产率获得目标产物（4u–F）。

图3 烯基硅杂八元环化合物的合成（图片来源：Org. Lett.）

为了探究上述烯基C-H键活化构建苯并硅杂八元环反应区域选择性的影响因素，作者进行了一系列控制实验（图4）。实验结果表明，底物中烯烃α位取代基的类型和特定的反应体系（包括碱、溶剂、添加剂）共同决定了反应的两种不同区域选择性。

图4 影响反应区域选择性的因素（图片来源：Org. Lett.）

为了验证该方法的合成实用性，作者开展了克级规模放大反应，在保持反应效率的前提下成功实现克级制备（图5）。随后，作者对所得产物进行了一系列衍生化研究：包括对硅上取代基的修饰（3F、6、7）、双键官能团的转化（8–12）以及八元环上取代基的修饰（13、14），高效构建了一系列结构多样的苯并硅杂八元环化合物。

图5 克级合成及产物的进一步转化（图片来源：Org. Lett.）

综上所述，本工作首次报道了钯催化的烯基C(sp²)-H活化/硅杂环丁烷扩环串联反应，成功实现了苯并硅杂八元环化合物的区域多样性合成。该反应条件温和、化学选择性优异、易于放大、底物适用范围广，可兼容多种无取代、α-单取代以及α,β-二取代的邻溴苯乙烯底物。其突出特点是：对于α-芳基与α-烷基取代的邻溴苯乙烯底物，该反应能以优异的区域选择性分别生成芳基硅杂环和烯基硅杂环产物。该研究为合成结构新颖且先前难以获取的苯并硅杂八元环化合物提供了重要的补充工具。

这一研究成果近日发表在Org. Lett.上（DOI: 10.1021/acs.orglett.5c02531）。郑州大学硕士研究生禹晓倩和王丹妮为该论文的共同第一作者，郑州大学吴俊良教授和刘泽水副研究员为论文的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、河南省自然科学基金以及郑州大学启动基金的支持。