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2025.10.28

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🔥 芳香環也能開！化學界超越「共振穩定」極限的新突破！ 🔥

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芳香環也能開！化學界超越「共振穩定」極限的新突破！

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Nature 最新研究：芳香環也能「開環復分解」！

Aromatic Ring-Opening Metathesis (ArROM)

Basel 大學 Christof Sparr 團隊發表於 Nature 2025, 638, 697

DOI: 10.1038/s41586-024-08472-z

研究亮點

• 首次實現芳香環「開環復分解」（Aromatic Ring-Opening Metathesis, ArROM）反應。

• 使用 Schrock–Hoveyda 型鉬 (Mo) 催化劑，能打開芳香碳–碳鍵並重新組合。

• 無需額外試劑或光激發，反應條件溫和。

• 適用於多種芳香骨架：tetraphene、萘、菲、吲哚、苯並呋喃。

• 可結合 RCM（環閉合復分解）達成雙重或三重串聯反應。

• 延伸開發阻轉選擇性 ArROM（AArROM），能控制軸手性構型。

• 成功應用於多環芳烴 (PAHs) 與手性分子的合成。

為什麼重要

打破「芳香環不可催化開環」的傳統觀念。

無需強氧化還原或極端條件，操作安全穩定。

提供芳香骨架改造與多環芳烴建構的新路徑。

在手性控制與材料化學上具有極大潛力。

研究使用的主要試劑與催化體系

• Schrock–Hoveyda 型 Mo 催化劑（C1, C2）

→ 主要用於 ArROM 的鉬金屬烷基烯催化劑

→ 無固定 CAS（實驗室自製 Mo–alkylidene 錯合物）

• Hoveyda–Grubbs II 催化劑（HG-II）

→ 對照使用的釕 (Ru) 催化體系

→ CAS：187772-42-8

• Toluene

→ 反應溶劑，提供惰性環境

→ CAS：108-88-3

• Mesityl (Mes) 基團

→ 2,4,6-三甲基苯，用於配體穩定與空間位阻

→ CAS：108-67-8

• TBS (tert-butyldimethylsilyl) 基團

→ SiMe₂tBu，常見保護基，用於底物修飾

→ CAS：18162-48-6（以 t-BuMe₂SiCl 表示）

• Phenanthrene 衍生物

→ 菲系多環芳香底物，常用於手性控制示範

→ CAS：85-01-8（母體 phenanthrene）

• Naphthalene 衍生物

→ 萘系芳香底物，用於開環轉化模型

→ CAS：91-20-3（母體 naphthalene）

• Indole 衍生物

→ 吲哚類底物，用於平衡與異構反應測試

→ CAS：120-72-9（母體 indole）

• Benzofuran 衍生物

→ 苯並呋喃底物，用於雜環 ArROM 研究

→ CAS：271-89-6（母體 benzofuran）

• Tetraphene 衍生物

→ 稠合四環芳烴底物，用於開環與多環轉化示範

→ CAS：222-33-5（母體 tetracene）

• 手性配體 L1 / L2

→ 用於 AArROM 反應，控制軸手性中心

→ 無固定 CAS（專屬合成配體）

• (Ra)/(Sa) 型手性催化體系

→ 手性 Schrock–Hoveyda 鉬配體組合，用於高 e.r. 反應

→ 無固定 CAS（配體自行設計）

小結

這項研究突破了「芳香環太穩定、無法被催化開環」的長期迷思，

展示了利用鉬金屬烷基烯催化劑的 ArROM 策略，

不僅能有效開環芳香骨架，還能精準控制立體選擇性。

對有機合成、材料化學與手性設計領域來說，

都是極具潛力的新工具

延伸閱讀

V. Hutskalova & C. Sparr, Nature 2025, 638, 697.

DOI: 10.1038/s41586-024-08472-z

參考文獻：Chem. Rev. 2015, 115, 9981；JACS 2024, 146, 16963.

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