苯并稠合雜芳烴的均相催化加氫通常產(chǎn)生部分氫化產(chǎn)物，其中雜芳環(huán)優(yōu)先被還原，例如喹啉加氫，會(huì)產(chǎn)生1, 2, 3, 4-四氫喹啉。

2024年12月11日，中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所丁奎嶺院士、王正副研究員、韓召斌副研究員在國(guó)際知名期刊Journal of the American Chemical Society發(fā)表題為《Ruthenium-Catalyzed Carbocycle-Selective Hydrogenation of Fused Heteroarenes》的研究論文，Chenguang Luo為論文第一作者，丁奎嶺院士、王正副研究員、韓召斌副研究員為論文共同通訊作者。

丁奎嶺，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所研究員，中國(guó)科學(xué)院院士。1985年、1987年本碩畢業(yè)于鄭州大學(xué)，碩士期間的導(dǎo)師為吳養(yǎng)潔院士；1990年（24歲）在南京大學(xué)獲得博士學(xué)位，導(dǎo)師：吳養(yǎng)潔院士。1990年加入鄭州大學(xué)任教，期間1993-1994年在日本龍谷大學(xué)從事博士后研究、1997-1998年在日本東京工業(yè)大學(xué)任UNESCO研究員；1998年加入中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)所擔(dān)任研究員、博士生導(dǎo)師，期間2003年在日本名古屋大學(xué)作訪問教授。2013年（47歲）當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士 。

丁奎嶺院士的研究領(lǐng)域?yàn)?. 組合不對(duì)稱催化；2. 新型手性配體的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用；3. 手性催化劑負(fù)載化新方法。

王正，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所副研究員。1985年獲河南師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位；1988年在杭州大學(xué)獲得碩士學(xué)位（導(dǎo)師：張遜瑋教授）；2002在南京大學(xué)獲博士學(xué)位（導(dǎo)師：游效曾院士）。1988-1989年在煙臺(tái)師范學(xué)院任助教；1989-1999年在河南師范大學(xué)任講師；2002-2004年在Korea Advanced Institute of Science and Technology任Postdoctoral fellow（Prof.Yonghae Kim）；2004年加入中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所。

王正副研究員的研究領(lǐng)域?yàn)檫^(guò)渡金屬催化的有機(jī)合成反應(yīng)。

韓召斌，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所副研究員。2003年獲南京大學(xué)學(xué)士學(xué)位，2009年在上海有機(jī)化學(xué)研究所獲得博士學(xué)位，導(dǎo)師：丁奎嶺研究員，張緒穆教授；畢業(yè)后留所先后擔(dān)任助理研究員、副研究員。其研究方向?yàn)椴粚?duì)稱催化。

在本文中，作者報(bào)道了使用手性螺酮基二膦（SKP）的釕（Ru）配合物作為催化劑，對(duì)稠合N-雜芳烴（喹啉、異喹啉、喹喔啉等）進(jìn)行碳環(huán)選擇性加氫，得到相應(yīng)的5, 6, 7, 8-四氫產(chǎn)物，并具有高化學(xué)選擇性。

該催化體系對(duì)于帶有硼基或氨基的稠合雜芳烴的不對(duì)稱碳環(huán)加氫也是有效的。實(shí)驗(yàn)研究為催化的均相性質(zhì)提供了強(qiáng)有力的支持，并提出了加氫的內(nèi)球機(jī)理。

密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，加氫反應(yīng)是通過(guò)喹啉碳環(huán)的η⁴配位活化為SKP的Ru二氫化物配合物引發(fā)的，然后進(jìn)行金屬到配體氫化物轉(zhuǎn)移。隨后的碳環(huán)還原通過(guò)H₂氧化加成和C-H還原消除的連續(xù)步驟進(jìn)行。

圖1：研究背景

圖2：合成應(yīng)用

圖3：實(shí)驗(yàn)機(jī)理研究和提出的催化循環(huán)

圖4：密度泛函理論（DFT）計(jì)算研究

綜上，這項(xiàng)研究成功開發(fā)了一種Ru催化的融合雜環(huán)化合物的碳環(huán)選擇性加氫方法，使用手性螺酮基二膦（SKP）的Ru配合物作為催化劑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)喹啉、異喹啉、喹喔啉等稠合N-雜芳烴的高效、高選擇性加氫，得到了相應(yīng)的5, 6, 7, 8-四氫產(chǎn)物。

該研究不僅在合成化學(xué)、藥物合成和材料科學(xué)領(lǐng)域具有重要意義，而且為構(gòu)建部分還原的雜環(huán)化合物提供了一種新的、環(huán)境友好的合成工具，具有廣泛的應(yīng)用前景。

Ruthenium-Catalyzed Carbocycle-Selective Hydrogenation of Fused Heteroarenes,?Journal of the American Chemical Society,?2024.