Retro-Diels-Alder反应是实现碳-碳键活化的重要途径之一。然而，相对于Diels-Alder反应在碳-碳键构建中的广泛研究和应用，Retro-Diels-Alder反应在碳-碳键裂解中的研究和应用较具挑战。自1989年以来以含铬、钯和铑的金属杂双烯体为底物的Diels-Alder反应相继被发展，但是相应的金属杂Retro-Diels-Alder反应却仍未见报道(Fig. 1)。

图片来源：Nat. Commun.

近日，西北大学关正辉教授课题组通过钯氢对烯基腙的插入/环化实现了一个有趣的Retro-Pd(IV)-Diels-Alder反应。在最佳条件下，反应显示了较好的官能团兼容性。如Fig. 2所示，芳环上不同的给电子取代基（甲基、叔丁基、甲氧基）和卤素基团（氟、氯、溴）都以良好的产率得到了相应的酮产物（2a-2n），强吸电子的氰基和酯基也得到了良好的产率（2o-2p）。值得注意的是，该体系还适用于萘基和杂原子底物，包括呋喃、噻吩和含卤素的吡啶基团（2r-2t）。

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为了解释该反应过程，作者开展了系列控制实验（Fig. 3）。可能的异构化产物或中间体在标准条件下都无法转化为产物2a，而腙8衍生的氮杂二烯可以顺利转化为2a。作者使用双氧水取代氧气，结果促进了反应的发生并得到了与氧气条件相近的产率。

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在实验基础上，作者提出了三种可能的反应机理途径（Path I-III），并进行了密度泛函理论计算（Fig. 4）。计算表明Path I路径总体能垒高达76.2 kcal/mol；Path II中六元Pd（IV）环的逆DA-反应的能垒为35.7 kcal/mol但总体能垒仍高达55.7 kcal/mol；Path III中六元Pd（IV）环的逆DA-反应能垒为29.6 kcal/mol，整体能垒也较低。反应可能经历了Path III（蓝色途径）。

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该论文报道了一种新颖的 Retro-Pallada-Diels-Alder 碳（烷基）-碳（烯基）键裂解反应。赵庆阳（现为中山大学副教授），于乐副教授和张耀都博士为该论文的第一作者，关正辉教授为该论文的通讯作者。

文献详情：

Qingyang Zhao, Le Yu, Yao-Du Zhang, Yong-Qiang Guo, Ming Chen, Zhi-Hui Ren, Zheng-Hui Guan*. C(alkyl)-C(vinyl) bond cleavage enabled by Retro-Pallada-Diels-Alder reaction. Nat. Commun . 2023 , https://doi.org/10.1038/s41467-023-38067-7