Corey-Winter反应是经典的人名反应，在1963年被诺贝尔化学奖得主E. J. Corey和Winter两人发现，经常被合成化学家用于烯烃的合成。该反应的过程包括二醇与硫羰基二咪唑反应生成环状的硫代碳酸酯，随后该中间体可以与亚磷酸三烷基酯在回流（111 ℃或以上）的条件下生成二氧化碳与烯烃（图1A）。后来，Corey等人又发现利用一种含氮的环状膦化合物P1可以使反应温度下降到25-40 ℃。但对于其机理，至今还没有很好的理解。Corey在报道该反应时认为该反应可能经历卡宾中间体，但是没有给出实验证据以及卡宾的生成机理。随后，Horton和Tindall发现了该反应可能经历卡宾中间体的实验证据，而Corey等人又发现了该反应可能经历磷叶立德的实验证据。这些实验证据让Corey-Winter反应的机理变得扑朔迷离。目前，广为人知的Corey-Winter反应可能的反应路径有三种（图1B），都以亚磷酸三烷基酯进攻硫代碳酸酯的硫原子为起始，生成偶极子。在路径A中，偶极子直接消除硫代磷酸酯，生成卡宾中间体；卡宾中间体随后发生逆环化（cycloreversion，也可称为逆周环反应或环消除）生成烯烃和CX₂。在路径B中，生成的卡宾中间体不是直接生成烯烃和二氧化碳，而是先与亚磷酸三烷基酯反应生成磷叶立德，随后再发生分解生成最后的产物。在路径C中，偶极子关环生成螺环，随后在亚磷酸三烷基酯的辅助下消除硫代磷酸酯，并同时生成磷叶立德，其随后分解生成产物。

　　图1.  Corey-Winter反应及其可能的机理

　　对于这一机理难题，永利集团余志祥教授课题组利用量子化学计算以及多参数线性拟合等手段，详细地研究了Corey-Winter的机理，并提出了新的反应路径（图2）。有别于其他所有机理，在他们新提出的路径中，亚磷酸三烷基酯首先进攻硫代碳酸酯的碳原子而非硫原子，生成偶极子；随后该偶极子发生分子内环化，生成螺环；螺环直接发生环消除生成卡宾以及硫代磷酸酯；卡宾最后经历协同的逆周环反应生成烯烃和二氧化碳。与此同时，他们还成功地解释了前人的机理实验，提出了模型解释了为什么P1能大大降低反应温度，修正了逆环化过程的电子流动模式以及逆环化过程的Woodward-Hoffmann轨道相关图。

　　图2. Corey-Winter反应的新机理

　　近日，该工作以“Involving Carbene or Not? Mechanism of Corey-Winter Reaction”为题发表在J. Am. Chem. Soc.杂志上。文章的第一作者是永利集团博士毕业生张攀，通讯作者是余志祥教授。该工作得到了国家自然科学基金委员会的资助和永利集团高性能计算平台的支持。

　　原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c02629

排版：高杨

审核：牛林，刘志博