导语
陈铁桥教授课题组简介 海南大学陈铁桥课题组成立于2017年，主要从事有机磷化合物的合成与应用、惰性化学键的活化转化、药物及材料功能分子的设计与合成等方面的研究。课题组目前有教师3名，博士生1名、硕士生14名。
陈铁桥教授简介 陈铁桥，海南大学化学工程与技术学院教授，博士生导师，课题组长，国际SCI期刊《Heteroatom Chemistry》的Academic Editor。2004年，考入湖南大学化学化工学院化学专业，2009年转为硕博连读生（师从郭灿城教授、韩立彪教授）。2010年4月赴日本产业技术综合研究所（AIST）学习工作三年，2013年博士毕业。2014年1月以助理研究员身份留校工作，2017年1月晋升副教授，期间以Special Researcher身份在AIST访学14个月。2017年10月以C类高层次人才调入海南大学，并聘为教授，2019年1月晋升教授。陈铁桥教授自2011年以来，以第一作者和通讯作者身份在J. Am. Chem. Soc.（4篇）, Angew. Chem. Int. Ed.（1篇）, Chem. Commun., Org. Lett.等高水平国际期刊发表论文57篇，其中中科院1区论文19篇, 被引1500余次，H-index为24。
前沿科研成果 钯催化三级胺的N-酰化反应：一种通过羧酸合成酰胺的方法 图1 羧酸的三级胺钯催化N-酰化反应 （来源：Org. Lett.） 作者首先以1-萘甲酸和三乙胺为研究模型进行条件优化，研究发现在最优条件下能以90%的分离收率得到目标产物N,N-二乙基萘甲酰胺。作者随后考察了该反应的底物适应性。如图2所示，芳环上带有给电子基团、吸电子基团、卤素基团以及带有各类杂环基团如苯并噻吩、吡咯、二茂铁等的羧酸都能以较好收率获得相应的目标产物。对于芳香羧酸而言，位阻效应对该反应影响不明显，但是当使用脂肪族羧酸时，空间位阻对反应的影响较大，位阻越大产率越低。更有趣的是，当反应温度提高到150 ℃时，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）也可以用作N-酰化反应的氮源。 图2. 钯催化三级胺的N-酰基化反应的底物范围 （来源：Org. Lett.） 进一步研究发现，该反应适用于生物活性羧酸的转化（图3）。3-甲基黄酮-8-羧酸是用于冠心病的临床药物，同时也是M-胆碱能受体阻滞剂的中间体，作者发现该药物在相应的反应条件下可以与三乙胺或N,N-二甲基甲酰胺反应，生成相应的酰胺；丙磺舒是用于治疗患有高尿酸血症伴随的慢性痛风性关节炎和痛风石的临床药物，在该反应中它也可以作为反应底物以较高收率获得目标产物；同样，被广泛用于解热、镇痛和抗炎症的布洛芬也能在该催化体系中进行反应，能以高收率获得相应的酰胺。 图3. 生物活性羧酸底物范围 （来源：Org. Lett.） 该反应的机理目前尚不完全清楚，在前人报道的基础上，作者提出了该反应的催化循环机理（图4）。首先叔戊酸酐原位活化羧酸产生不对称酸酐A，随后活性Pd(0)催化剂对A进行氧化加成得到酰基-钯中间体B，B通过还原消除得到离子型中间体C并重新生成活性Pd(0)催化剂，中间体C最终热裂解得到目标产物3和副产物酯D。值得注意的是，Pd(0)配合物与不对称酸酐A的反应也可生成tBuC(O)-Pd-O(O)R，并最终产生副产物酰胺tBuC(O)NR2；由于R基团的空间位阻会影响其氧化加成，因此，当使用脂肪族羧酸时，产物3的产率随着位阻的增加而降低；膦配体TFP的用量至关重要，过量的TFP会阻碍2与中间体B中金属钯的配位作用，因此在该反应中Pd/P的最佳比例为1:1；胺2的位阻和亲核性也影响产率。实验发现三乙胺和三正丙胺可以以高产率得到目标产物，但是三正辛胺在反应条件下不参与转化反应，这很可能归结于低沸点化合物D的生成促进化合物C的分解，从而促进反应的进行。 图4. 反应机理研究 （来源：Org. Lett.） 总结：作者利用钯催化三级胺与羧酸反应一锅实现了C-N键的新型N-酰化反应。该反应避免了使用过量化学计量的氧化剂。更重要的是，在报道的反应条件下，包括生物活性羧酸在内的芳香族和脂肪族羧酸均能很好地进行转化。该反应不仅为酰胺的合成提供了简便的方法，而且丰富了三级胺通过C-N裂解进行转化的化学。 这一工作以“Palladium-Catalyzed N-Acylation of Tertiary Amines by Carboxylic Acids: A Method for the Synthesis of Amides”为题近期发表在Org. Lett.（DOI: 10.1021/acs.orglett.0c01869）上，研究工作实验部分由李朝晖硕士生和刘龙博士共同完成，通讯作者为海南大学陈铁桥教授（论文作者：Zhaohui Li, Long Liu, Kaiqiang Xu, Tianzeng Huang, Xinyi Li, Bin Song and Tieqiao Chen）。研究工作得到了海南省自然科学基金（219MS005）和国家自然科学基金（21871070）的资助。
