传统的苯酚衍生物，包括活化的磺酸盐、芳基羧酸盐、芳基醚，甚至不受保护的酚，被广泛用作亲电试剂；通过Csp²−O键的活化，在(还原)交叉偶联反应中用于构建各种碳-碳和碳-杂原子键。然而，这些转化总是产生化学计量的废物。苯并呋喃作为功能分子中的关键骨架，可以从各种简单的原料制备，只需一两步即可。苯并呋喃开环转化为构建邻烯基/烷基取代苯酚衍生物提供了一种高效且原子经济的策略。然而，由于其较高的C-O键强度，空间位阻，并芳香稳定，这种转化相对稀少，特别是2,3-二取代苯并呋喃。尽管取得了这些进展，但苯并呋喃的直接开环氢化的研究尚未取得进展。这主要是因为开环产物邻羟基苯乙烯中的末端C-C双键反应活性更高，极易发生过度还原。例如，游书力教授小组报道了一种温和的铜催化2,3-非取代苯并呋喃与硅烷的开环反应，然后进行对映选择性氢胺化反应，得到了手性N,N-二苄基氨基酚，且反应需要过量的苯并呋喃的底物。受到Martin、Chatani和Hartwig等课题组关于镍催化的C-O键活化的启发，作者认为这种策略可以应用于苯并呋喃的化学选择性开环氢化。基于此，本文报道了以硅烷为还原剂的镍催化苯并呋喃开环反应。

图1. 苯并呋喃开环

　　作者首先以苯并呋喃1a和三乙基硅烷2aa作为模板底物进行条件筛选，在最优条件下可获得94%产率的开环氢化产物3aa。另外，通过更换配体、硅烷及提高反应温度、浓度等，也可以使大位阻的底物2-萘基苯并呋喃开环，产率77%（图2）。

^aReaction condition a: 1a/1za (0.1 mmol), Et₃SiH (23.2 mg, 0.2 mmol), Ni(cod)₂ (2.7 mg, 0.01 mmol), PCy₃ (5.6 mg, 0.02 mmol) in 1 mL 1,4-dioxane at 80°C for 8 h under N₂ atmosphere.

^bReaction condition b: 1za (0.1 mmol), ^tBuMe₂SiH (34.8 mg, 0.3 mmol), Ni(cod)₂ (2.7 mg, 0.01 mmol), ICy-HCl (4.0 mg, 0.015 mmol), LiO^tBu (0.1 mmol) in 0.5 mL 1,4-dioxane at 130°C for 24 h under N₂ atmosphere.

^cGC yield with n-dodecane as an internal standard.

^d20 mol % LiO^tBu was added.

图2. 条件优化

　　苯并呋喃开环氢化反应的底物范围广泛，对于其他三级硅烷也能有良好的收率。值得注意的是，大位阻底物2,3-取代的苯并呋喃也可以实现开环反应（图3）。

图3. 苯并呋喃开环氢化的底物范围

　　为了进一步了解反应机理，作者进行了一系列控制实验，排除了Ni(0)对苯并呋喃的C-O键直接氧化加成，EPR实验证明了Ni(I)的存在，DFT计算表明是Ni(I)-H插入苯并呋喃再β-O消除来实现苯并呋喃开环转化（图4、5）。

图4. 控制实验和KIE实验

图5. DFT计算

　　由于Ni-H可以进一步迁移插入到氢化开环产物的烯烃中，作者认为烯烃的硅氢化反应可以与苯并呋喃氢化开环反应相结合。这种转化的关键挑战之一是控制镍催化支链氢硅化、直链氢硅化和脱氢硅化反应的化学选择性。作者经过细致的条件优化，可以实现2,3-未取代苯并呋喃的开环支链氢硅化反应，生成所需的支链烷基硅烷苯酚衍生物。有趣的是，对于3-芳基/烷基取代的苯并呋喃，在SICy-HCl作为配体存在的条件下，这些转化选择性地提供了产率良好的邻位线性烷基硅烷苯酚衍生物。此外，在10 mol% Ni(cod)₂、20 mol% PCy₃和3当量的1-辛烯作为氢受体的作用下，可以实现2,3-未取代苯并呋喃的开环脱氢硅化合成所需的乙烯基硅烷（图6）。

图6. 苯并呋喃开环进一步串联反应的底物范围

　　克级反应和产物衍生化证明了该方法的实用性（图7）。

图7. 克级反应以及衍生化

　　该工作以“Nickel-Catalyzed Ring-Opening of Benzofurans for the Divergent Synthesis of ortho-Functionalized Phenol Derivatives”为题发表在《ACS Catalysis》上。文章第一作者为华南理工大学博士后吕昌辉和硕士研究生林跃萍，通讯作者为华南理工大学黄良斌教授和南京大学王敏燕教授。

　　该研究工作得到了制浆造纸工程国家重点实验室(2020C02)、国家自然科学基金(Nos. 21971074、22001076)、广东省自然科学基金(Nos.A1515010006、2021A1515010159)、中央高校基本科研业务费专项资金(Nos.JQ04、2020ZYGXZR035)的资助。

　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c04442

　　黄良斌，华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室科研骨干，现任华南理工大学化学与化工学院教授、博士生导师。2004年进入北京化工大学生命科学与技术学院学习，2008年获制药工程学士学位。同年加入华南理工大学江焕峰教授课题组，2013年获得应用化学博士学位。随后获得德国洪堡奖学金的资助，加入德国凯泽斯劳腾理工大学Lukas Goossen教授课题组从事博士后研究。2016年4月至2018年10月分别在美国罗切斯特大学和威斯康辛大学-麦迪逊分校Daniel Weix课题组担任助理研究员职务。2018年11月加入华南理工大学开始独立科研工作，主要研究方向为新型催化体系设计及其在绿色合成中的应用、生物质高效催化转化的应用。主持或参与国家级、省部级项目多项，相关研究成果获教育部自然科学一等奖(2019，第二完成人)等。曾获教育部学术新人奖(2010)、广东省优秀博士论文(2014)、德国洪堡奖学金(2014)、广东省青年拔尖人才计划(2019)等。