导读
最近，南京工业大学化工学院的沈如伟教授在国际著名期刊Adv.Synth.Catal.上报道实现了铜催化的炔烃衍生物与膦氧化合物的关环、脱水偶联反应。过程中同时构建了苯并呋喃骨架和C-P键，副产物为水（Scheme1c）。该工作首次实现了在一步反应中同时构建苯并呋喃环合C-P键。文章DOI：10./adsc.。
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从炔烃出发构建杂环类化合物，通常可通过路易斯酸催化亲核试剂对炔烃进行亲核进攻关环，而后经修饰构建一系列杂环类结构（Scheme1a）。然而，该方法也面临着需要大量的试剂、产生过多的废弃物等局限。另一种比较流行的是通过经历环化、脱水的先后反应来构建杂环类化合物（Scheme1b），该方法有效地避免了前者出现的问题。
有机膦化合物在有机合成、生物化学、药物化学、材料分子等方面有着广泛的应用。因此，发展高效的构建C-P键的方法，一直以来都是化学家思考的问题。过去发展的C-P键构建方法往往存在着原料不易获得、原料毒性大、步骤冗长等局限。
Scheme1.炔烃构建杂环的不同方法
对于条件优化，作者采用1a、2a作为标准底物，对催化剂及反应条件进行了筛选。结果发现，当使用Cu(MeCN)4PF6作催化剂，DCE为溶剂，oC反应4h，能以86%的分离收率得到3a，得最优条件。值得一提的是，3a的结构还得到了单晶结构的确认，显示了作者工作的严谨性（Scheme3）。
Scheme2.条件筛选。图片来源：Adv.Synth.Catal.
Scheme3.产物3a的X-ray晶体结构
在该最优条件下，作者对炔烃类衍生物及膦氧化合物的底物适用范围进行了考察（Scheme45）。结果发现，不同的官能团如F、Cl、Br、OMe等都可以得到兼容。反应条件简单，能以较高的产率得到苯并呋喃环和C-P键。
Scheme4.产物3的底物扩展
Scheme5.产物5的底物扩展
随后，作者对该反应提出如下可能的机理：Cu（I）作为路易斯酸与炔烃配位，酚羟基对炔烃发生5-exo-dig关环形成苯并呋喃环中间体B，而后去质子化形成C。同时，体系中2可以异构化为2’。C接受2’的SN2’进攻，生成产物3，同时释放催化剂和副产物水（Scheme6）。
Scheme6.可能的机理
为了验证提出的机理，作者还做了如下的探究实验（Scheme7）。从1a或1l出发，加入10mol%Cu(MeCN)4PF6和10mol%iPr2NEt，在室温下能以很高的收率得到关环产物6a或6b。6b与2a混合，在加入10mol%Cu(MeCN)4PF6后反应，能以61%的产率得到目标产物。同时，作者注意到7a或者7b可以接受2a的亲核进攻而7c则不能参与反应。这证明了C-P键的形成可能是经由SN2’的历程。与过去报道的方法学不同，从底物9出发，与2a发生反应，过程中只能得到产物3l，而其他的副产物3la、3lb则观察不到。这与过去报道的经由联烯膦中间体而后环化的历程是不一样的，显示了该方法学的独特性。
Scheme7.机理的实验研究
为了证实该方法学中产物的实用性，作者还做了如下的转化研究（Scheme8）。3a在BuLi拔氢后，可以发生烯丙基化、HWE反应，甚至在TMSCl作用下能以61%的产率得到12，后者还得到了单晶结构的确认，充分证明了该方法学的实用性。
Scheme8.产物3a的转化研究
总结：在该工作中，沈如伟教授课题组报道实现了铜催化的炔烃衍生物与膦氧化合物的关环、脱水偶联反应，用于苯并呋喃骨架和C-P键的构建中，副产物为水。反应产率高，产物可转化。并且，作者还对反应机理做了较为细致的研究。与过去报道的炔烃衍生物与膦氧化合物反应不同，该过程经历的是先环化而后SN2’的历程。
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