Corey-Winter反應是經典的人名反應，在1963年被諾貝爾化學獎得主E. J. Corey和Winter兩人發現，經常被合成化學家用于烯烴的合成。該反應的過程包括二醇與硫羰基二咪唑反應生成環狀的硫代碳酸酯，随後該中間體可以與亞磷酸三烷基酯在回流（111 ℃或以上）的條件下生成二氧化碳與烯烴（圖1A）。後來，Corey等人又發現利用一種含氮的環狀膦化合物P1可以使反應溫度下降到25-40 ℃。但對于其機理，至今還沒有很好的理解。Corey在報道該反應時認為該反應可能經曆卡賓中間體，但是沒有給出實驗證據以及卡賓的生成機理。随後，Horton和Tindall發現了該反應可能經曆卡賓中間體的實驗證據，而Corey等人又發現了該反應可能經曆磷葉立德的實驗證據。這些實驗證據讓Corey-Winter反應的機理變得撲朔迷離。目前，廣為人知的Corey-Winter反應可能的反應路徑有三種（圖1B），都以亞磷酸三烷基酯進攻硫代碳酸酯的硫原子為起始，生成偶極子。在路徑A中，偶極子直接消除硫代磷酸酯，生成卡賓中間體；卡賓中間體随後發生逆環化（cycloreversion，也可稱為逆周環反應或環消除）生成烯烴和CX₂。在路徑B中，生成的卡賓中間體不是直接生成烯烴和二氧化碳，而是先與亞磷酸三烷基酯反應生成磷葉立德，随後再發生分解生成最後的産物。在路徑C中，偶極子關環生成螺環，随後在亞磷酸三烷基酯的輔助下消除硫代磷酸酯，并同時生成磷葉立德，其随後分解生成産物。

　　圖1.  Corey-Winter反應及其可能的機理

　　對于這一機理難題，beat365餘志祥教授課題組利用量子化學計算以及多參數線性拟合等手段，詳細地研究了Corey-Winter的機理，并提出了新的反應路徑（圖2）。有别于其他所有機理，在他們新提出的路徑中，亞磷酸三烷基酯首先進攻硫代碳酸酯的碳原子而非硫原子，生成偶極子；随後該偶極子發生分子内環化，生成螺環；螺環直接發生環消除生成卡賓以及硫代磷酸酯；卡賓最後經曆協同的逆周環反應生成烯烴和二氧化碳。與此同時，他們還成功地解釋了前人的機理實驗，提出了模型解釋了為什麼P1能大大降低反應溫度，修正了逆環化過程的電子流動模式以及逆環化過程的Woodward-Hoffmann軌道相關圖。

　　圖2. Corey-Winter反應的新機理

　　近日，該工作以“Involving Carbene or Not? Mechanism of Corey-Winter Reaction”為題發表在J. Am. Chem. Soc.雜志上。文章的第一作者是beat365博士畢業生張攀，通訊作者是餘志祥教授。該工作得到了國家自然科學基金委員會的資助和beat365高性能計算平台的支持。

　　原文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c02629

排版：高楊

審核：牛林，劉志博