有机镧介导的2-溴联芳与酯亲电体偶联反应高效构建二苯并富烯及菲醌类化合物

本研究针对二苯并富烯(DBFs)和9,10-菲醌(PQs)合成方法受限的问题，开发了基于有机镧杂环中间体的2-溴联芳与酯亲电体的一锅法偶联反应。该反应实现了联芳支架2,2′-位点C-C和C-O键的精准构筑，为高效合成DBFs和PQs提供了新策略，具有底物适用性广、反应效率高等优势。

　　

在有机合成领域，二苯并富烯(Dibenzofulvenes, DBFs)和9,10-菲醌(9,10-phenanthrenequinones, PQs)作为两类重要的联芳衍生物，因其独特的共轭结构和电子特性，在光电材料、药物合成等领域展现出巨大应用价值。然而，传统合成方法普遍面临反应步骤繁琐、区域选择性控制困难等问题，特别是对于联芳骨架2,2′-位点的定向官能化仍存在显著挑战。

针对这一关键科学问题，中南大学白一科、赵英华等研究团队在《European Journal of Organic Chemistry》发表创新性研究成果。该工作巧妙利用有机镧试剂的高反应活性，开发了2-溴联芳与酯亲电体的一锅法偶联新策略。通过构建关键的镧杂环中间体，成功实现了联芳骨架2,2′-位点C-C和C-O键的精准构筑，为DBFs和PQs的高效合成开辟了新途径。

关键技术方法包括：1）有机镧试剂介导的溴代联芳活化技术；2）原位生成的镧杂环中间体捕获技术；3）酯亲电体的选择性亲核加成反应；4）一锅法连续转化策略。所有反应均在无水无氧条件下进行，通过核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRMS)对产物结构进行确证。

【反应设计与优化】

系统筛选发现三甲基硅基保护的2-溴联芳在LaCl₃·2LiCl作用下可高效生成镧杂环中间体，该中间体与α-酮酯反应时表现出优异的区域选择性，以82-95%收率获得DBFs产物。

【底物适用范围】

研究证实苯环上含供电子基（如OMe）或吸电子基（如CF₃）的2-溴联芳均能顺利反应，酯基部分兼容芳基/烷基取代的α-酮酯，共考察28种底物，收率普遍>75%。

【反应机理研究】

通过氘代实验和中间体捕获证实：反应经历溴-镧交换、分子内亲核进攻形成五元镧杂环、酯羰基插入及质子化四步过程，DFT计算显示镧杂环形成步骤的能垒仅为18.3 kcal/mol。

【应用拓展】

将该策略应用于邻溴苯甲酸酯衍生物，成功实现分子内环化，一步构建菲醌骨架，为PQs的合成提供新思路。典型产物9,10-二甲氧基菲醌的克级制备收率达87%。

该研究突破传统偶联反应的局限性，通过有机镧介导的独特反应路径，实现联芳化合物关键位点的精准官能化。其科学价值体现在：1）首次阐明镧杂环中间体在联芳修饰中的关键作用；2）建立DBFs和PQs的模块化合成新范式；3）为其他联芳体系的定向衍生化提供普适性策略。该方法操作简便、原子经济性高，对功能分子开发和材料科学研究具有重要推动作用。