近日，北京大学医学部药学院的焦宁教授、宋颂博士课题组在德国应化（Angew. Chem. Ind. Ed）上发表高水平文章，报道了他们在碳碳键断裂方面的新突破。作者在无金属参与的条件下，实现了对于简单烯烃烯丙位碳碳单键的断裂，可用于合成非常有用的肉桂醛类化合物。该反应中，在烷基叠氮试剂的协助下，发生了1,2-芳基或者烷基迁移，且该反应原料来源广泛，具有优秀的区域选择性和立体选择性，文章DOI: 10.1002/anie.201705671。

选择性地切断碳氢键或者碳碳键，为修饰有机分子提供一个强有力的手段，但仍然面临着诸多挑战。以烯丙位碳碳键的切断为例，已经报道的例子主要集中在一些特殊的底物上，如图1a中的A, 乙烯基环丙烷结构由于环丙烷的张力其碳碳键容易切断；B中高烯丙基醇，醇羟基的参与有助于烯丙位碳碳键的切断，或者C中高烯丙位为两个吸电子基的底物。本文的设计如图1b所示，对于非活化烯烃，其中可以是区域异构体或者Z、E构型的混合物，都在酸性条件下和叠氮化合物反应，选择性切断碳碳单键，得到取代的肉桂醛结构。

图 1 烯丙位碳碳键的切断

首先，作者以1,3-二苯基取代的丙烯为模板底物，对于反应条件进行了筛选，发现在1.2当量的正壬基叠氮、1.2当量的DDQ、10当量的三氟乙酸参与下，二氯乙烷中室温反应，能以良好的产率得到E-构型的苯基取代的肉桂醛化合物E-2a（entry 1）。

图 2 反应条件的筛选

有了标准条件，作者对底物进行了扩展，首先是对于1,3-二苯基取代丙烯中苯环上的取代基进行了改变，如图3所示，苯环上烷基、烷氧基、卤素、氰基等都可以兼容，20多个底物也都取得了中等到良好的收率。当两边苯环取代基相同时，得到单一的产物E-2，而当两边苯环取代基不同时，除了得到E-2，还得到副产物E-2’，这是由于不同的芳基迁移引起的。因此当两个苯环上电子云密度相差越大选择性越好（entry 25），反之则选择性较差（entry 21 , 24）。

图 3 底物扩展一

除了二芳基取代的底物，作者还尝试了芳基烷基取代的底物3或者4，在标准条件下11个底物也都可以中等到良好的产率得到肉桂醛类产物E-5，反应中是烷基单一迁移的过程。

图 4 底物扩展二

为了对反应机理进行研究，作者设计了一系列的对照实验，如图5所示，当没有氧化剂DDQ存在时，反应正常发生，也能以85%的产率得到产物2a，这表明反应可能经历了烯丙基正离子的过程。在式2中，正壬基叠氮对于反应是不可或缺的，反应后转化为正壬基胺，可以用苯甲酰基捕获到，得到酰胺7。对于苯基烷基取代的底物，如式3和4中，分别对于不同的碳氢键氘代，得到产物D-5a和D’-5a，这就表明了反应中是烷基迁移的，也可以指认出醛基氢的来源。对于苯基苯基取代的底物，如式5和6中，说明两个苯基都可以迁移，当其中一个苯环上对位三氟甲基取代时，两个苯环电子云密度差别较大，氘代产物D’-2r的比例明显增大。当体系中原位加入硼氢化钠时，可以得到正壬基取代的烯丙基胺化合物10，这表明反应中经历了烯丙基亚胺中间体。

图 5 对照实验

有了这些信息，作者提出了可能的反应机理如图6所示，底物1,3,4或者烯丙醇底物6在酸性条件下形成烯丙基碳正离子D，和正壬基叠氮化合物反应得到E和F，其中E为主要中间体，分子内成三元环放出氮气得到正离子中间体G，再在三氟乙酸条件下形成中间体H，打开氮杂三元环，贫电子芳环迁移并脱去三氟乙酸得到亚胺I，水解得到肉桂醛产物2或者5，同时生成了正壬基胺。

图 6 反应可能的机理

总结：北京大学药学院的焦宁教授课题组报道了他们在无金属参与的条件下，苯基取代的丙烯类底物在三氟乙酸和烷基叠氮条件下实现了对于简单烯烃烯丙位碳碳单键的断裂，该方法条件温和，且原料来源广泛，可用于合成非常有用的肉桂醛类化合物。同时作者通过对照实验也对反应机理进行了研究，在烷基叠氮试剂的协助下，发生了1,2-芳基或者烷基迁移，具有优秀的区域选择性和立体选择性，这对于有机合成中碳碳键选择性切断具有重要借鉴。