近日，西北大学化学与材料科学学院的孙萌副教授在环丙烯酮开环反应研究中取得重要进展，相关研究成果“Ag(I)-Catalyzed Addition of Cyclopropenones and Nitrones to Access Imides”发表在2020年8月的Organic Letters上，并被选作封面。(Org. Lett. 2020, 22, 6739-6743；文章DOI: 10.1021/acs.orglett.0c02099)
近年来，孙萌副教授课题组致力于环丙烯酮的开环反应研究。该课题组于2018年首次实现了Ag(I)催化下，环丙烯酮和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的[3+2]环加成反应，有效构筑了γ-氨基丁内酯骨架结构。(Org. Lett. 2018, 20, 6636-6639)
图1. Ag(I)催化环丙烯酮和DMF的[3+2]环加成反应（图片来源：Org. Lett.）C-C键活化是有机化学的热点研究领域之一。环丙烯酮是迄今为止具有Hückel芳香性的最小三元环，也是被广泛应用于合成领域的3C合成子。近期，孙萌副教授课题组又报道了：采用β-C消除的策略，通过Ag(I)催化，连续的C-C键断裂、N-O键断裂、Mumm重排等一系列过程，实现了硝酮对环丙烯酮的开环反应，高效构筑了酰亚胺类化合物。这是首例通过Ag催化的环戊烯酮和硝酮的加成反应，用于通过C-C键断裂合成酰亚胺的方法。在这种策略中，亲核加成的区域选择性，后续转化的触发因素以及一系列重排均通过优异的控制进行。此外，该方案不仅为来自各种硝酮的各种酰亚胺提供了一种新的合成方法，而且还拓宽了环丙烯酮作为3C合成子的应用。
图2. Ag(I)催化硝酮对环丙烯酮的开环反应（图片来源：Org. Lett.）
反应机理如图3所示，通过在Ag（I）的协助下形成中间体I来引发反应。硝酮向中间体I的1,2-加成形成中间体II，通过β-碳消除促进的开环过程转化为关键中间体III。随后，中间体III进行顺序质子化和N-O键裂解，释放羧酸根阴离子（IV）和腈离子（V）以及银盐。IV向V的亲核加成产生中间体VI，随后的Mumm重排释放出最终的酰亚胺3。
图3. 反应机理（图片来源：Org. Lett.）
