无机化学合成反应的通例思路是从机关容易的原料解缆，颠末合理的反应路程，以不异沉积木的方式构建烦复布局及官能化的制作物份子。美国哈佛大学的E. J. Corey传授基于这一策略的逆向思惟，于20世纪60年代提出了“逆合成综合”法，并因而获患有1990年的诺贝尔化学奖。该方式也成为指导人们合成复杂自然打造物及药物份子的黄金法则。相比之下，从繁冗构造的分子动身，通过C-C键断裂、开环等“解构”战略办理机关相对于简单的份子状况相对少见。
造成这种思维惯性的原因在于构造简单的原料雄厚易患，且反应历程中受官能团兼容性的影响相对于较小。另一方面，简单份子向繁冗构造转化时触及的C-C、C-X键形成反应相比于“解构”历程触及的C-C键断裂等进程发展更为幼稚。但假如所选用的冗杂原料同样可以很利便地从自然制作物中大批皋牢，无心从网罗指标分子组织特色的繁杂分子起程，筹画合理的“解构”历程可大大膨胀反响路途，提高合成依顺，以至能完成前者无奈完成的目标。
基于C-C键的热力学坚定性，实现C-C键断裂通常需要高温等剧烈反馈前提，由此会导致相当一有部分的官能团无法很好地兼容。为了改变这一热力学有利的进程，人们一样平常会接纳两种策略。一方面，可以选择活性较高的底物插足反馈，生成顽固性较高的打造物来完成。譬喻在份子中引入具有较大张力的三元环或四元环，颠末拘留环张力促退C-C键断裂的过程。对于非张力体系，人们可以利用芳构化历程天生具有较强执着性的出产物实现C-C键的断裂。这些方式在底物的意图上通常具有较大的局限性。另外一方面，飞腾相应反馈两端体或过渡态的能量或者完成这一反应。基于第二种策略，关于成例非张力的C-C键断裂过程，人们可以经由过程降低反应的活化能来做到这一点。
克日，美国加州大学洛杉矶分校的Ohyun Kwon传授课题组经由氢化脱烯策略完成了C-C键断裂反馈，其净究竟是C(sp3)-C(sp2)键断裂，同时陪同着C(sp3)-H键组成。这种门径可从多种自然界中紧凑获得的萜烯及萜类衍生物起程管理C(sp3)-C(sp2)键断裂进程，用于部分冗杂分子合成时可大幅度压缩合成法度。关连工作颁发在顶级期刊Science上。
到目前为止，C(sp2)-C(sp2)键断裂反响进行较为稚子，其中包括臭氧解等氧化裂解、烯烃复分化。C(sp3)-C(sp3)键断裂历程则相对较少，一样平常需要借助环张力劝化、相邻杂原子或离去基团效应答C-C键进行活化。相比之下，文献中报道的C(sp3)-C(sp2)键断裂反馈则触目皆是，以往的门径需使用金属侵蚀物催化剂，在500-600 ℃、40-60个规范大气压H2的气氛下进行，反馈前提很是刻薄。可是这类C-C键在有机份子中大量具有，抉择性活化C(sp3)-C(sp2)键无心可显著前进合成的屈从。
▲不同C-C键断裂反响（图片本源：参考质料[1]）
Ohyun Kwon教授在前期的工作中发明，使用亚铁盐和氢原子供体PhSH会在Schreiber前提下完成异丙烯基C(sp3)-C(sp2)键断裂，与此同时构成C(sp3)-H键。该反应答一系列包括手性异丙烯基布局的底物分子均具有良好的适用性，而思考到这一结构在萜烯及萜类衍生物中遍及具有，作者认为这类氢化脱烯历程可在烦复生物活性份子的后期润饰及转化中获取需要的应用，还可为人造制作物全合成中合成途程的筹算提供其余别致有效的策略。
▲Ohyun Kwon教授前期的研讨任务（图片来源：参考材料[2]）
该反响的基础底细过程下列，底物中的烯基首先在O3具备的条件下出产生臭氧解，随后又在亚铁盐FeSO4·7H2O的还原感召下造成氧镇定基，并发生α-均裂获取响应的碳镇定基，进而夺取氢原子供体PhSH的氢失去终极的氢化产物。这类门径适用于一系列涵概异丙烯基组织的天然制造物份子，可在空气气氛下利用，30 min内反应即可麻利纯粹转化。同时，作者还完成为了（-）-异胡薄荷醇（1h）100 妹妹ol量级精简规模的反馈，反响成效不会受到显然的影响。
▲氢化脱烯反应可以的反响历程（图片泉源：参照原料[1]）
▲囊括异丙烯基结构的底物的适用领域（图片起原：参照质料[1]）
该门径还可用于其他类型双键修饰人造出产物分子的C(sp3)-C(sp2)键断裂。涵概环外亚甲基组织的底物可发生开环失去响应的羧酸甲酯。具有环内双键的底物反响后加入HOCH2CH2OH与p-TSA回流，可以失掉脱烯开环的缩醛产物。这两类底物中一样平常包括多个C(sp3)-C(sp2)键，插手反馈时大一部分状况下具有良好的选择性。
▲征求环外亚甲基结构的底物发作氢化脱烯组成酯（图片本源：参照质料[1]）
▲具有环内双键的底物发作氢化脱烯构成缩醛（图片来历：参照质料[1]）
作者还拔取五种人造产物分子，利用该氢化脱烯策略合成环节的反馈两头体，并与文献中报道的合成路程进行比较。以往需要3至6步反馈完成的合成历程在作者发展的办法下仅需要1步反应便能实现，大大缩短了合成轨范，由此闪现了该办法在合成关系冗杂布局分子时的适用性。
▲氢化脱烯反响在人造打造物全合成中的运用（图片来源：参照原料[1]）
美国安进（Amgen）公司的Seb Caille博士对Ohyun Kwon教授的工作给以了高度的评估，关系评论还发布在抗衡期的Science上。他以为这种法子利用自然界中丰硕具备的自然出产物分子作为原料，经由断裂一根C-C键即可完成以往需要几步反响本领抵达的目的，不单可以无效消沉反响的利润，还能大幅度紧缩合成周期，由此将在药物研发及财富化生制造中取得需要的应用。
参考资料
[1] Andrew J. Smaligo et al., (2019). HydrodealkenylativeC(sp3)–C(sp2)bond fragmentation. Science, DOI: 10.1126/science.aaw4212
[2] Andrew J. Smaligo et al., (2018). Carvone-Derived P-Stereogenic Phosphines: Design, Synthesis, and Use in Allene–Imine [3 + 2] Annulation. ACS Catal., DOI: 10.1021/acscatal.8b01081
[3] Seb Caille, (2019). Curbing the costs of chemical manufacturing. Science, DOI: 10.1126/science.aax2613
原标题问题：恋（he）爱（cheng）太麻烦？弗成就分：《科学》断键一小根，线路精简一大步
