芳族酯是包含由官能團(tuán)組成的芳環(huán)的化學(xué)物質(zhì)，稱為酯。這些有機(jī)化合物在食品和飲料，制藥和化妝品等行業(yè)中廣泛用作化學(xué)原料。因此，尋找有效的反應(yīng)進(jìn)行合成是有機(jī)化學(xué)研究的重要領(lǐng)域。

在石油工業(yè)中，化學(xué)家使用一種稱為芳族異構(gòu)化的獨(dú)特反應(yīng)來(lái)合成芳族化合物，其中原料中碳原子上的官能團(tuán)(主要是烴)遷移到芳環(huán)上的另一個(gè)碳原子上。但是，這種反應(yīng)需要苛刻的條件，因此，對(duì)其可持續(xù)性存在相當(dāng)大的懷疑。

為了克服這一局限性，日本早稻田大學(xué)的研究人員在山口順一郎教授的帶領(lǐng)下，嘗試通過(guò)較溫和的反應(yīng)生產(chǎn)出精細(xì)等級(jí)的芳族酯，該研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上?？茖W(xué)家的靈感來(lái)自另一個(gè)反應(yīng)，稱為鹵素舞反應(yīng)，其中鹵素取代基易位至芳環(huán)上的另一個(gè)碳原子，通常用于復(fù)雜天然產(chǎn)物的全合成。他們想找出是否也可以對(duì)酯進(jìn)行類似的反應(yīng)。

但是，這絕非易事，因?yàn)橐辊セ跍睾偷臈l件下從一個(gè)環(huán)碳改變成另一個(gè)碳環(huán)的位置并不容易。幸運(yùn)的是，研究人員先前的酯轉(zhuǎn)化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，盡管該反應(yīng)尚未優(yōu)化，但仍有可能。Yamaguchi說(shuō)：“在我們最近開(kāi)發(fā)芳香族酯的脫羰基轉(zhuǎn)化過(guò)程中，我們意外地發(fā)現(xiàn)了一種芳香族化合物，其酯類從一個(gè)碳原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)碳原子。在優(yōu)化條件之后，我們能夠開(kāi)發(fā)出一種新的反應(yīng)，偶然發(fā)現(xiàn)的。”

開(kāi)發(fā)這種新反應(yīng)的訣竅是由科學(xué)家開(kāi)發(fā)的鈀催化劑，該催化劑包含易于處理的二膦配體dcypt。當(dāng)科學(xué)家測(cè)試這種新催化劑時(shí)，他們對(duì)反應(yīng)感到驚訝，該反應(yīng)導(dǎo)致酯基成功地轉(zhuǎn)移到芳環(huán)上，這一發(fā)現(xiàn)是前所未有的。由于酯基團(tuán)能夠在芳環(huán)周圍“跳舞”，研究人員將這一過(guò)程稱為“酯舞反應(yīng)”。在討論他們的成就時(shí)，山口說(shuō)：“在我們的一項(xiàng)涉及芳香族酯轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)我們的'自制'催化劑可以實(shí)現(xiàn)困難的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。這是一個(gè)令人振奮的新發(fā)現(xiàn)。”

然后研究人員繼續(xù)優(yōu)化該反應(yīng)的條件，以使其盡可能高效。首先，以低收率獲得產(chǎn)物。但是研究人員并沒(méi)有放棄。他們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在最佳條件下，合適濃度的鈀鹽，鐵氰菊酯和稱為碳酸鉀的化學(xué)試劑的濃度最高可達(dá)到85%。他們還發(fā)現(xiàn)這三種試劑對(duì)于反應(yīng)的發(fā)生至關(guān)重要。

通過(guò)這些優(yōu)化的反應(yīng)條件，科學(xué)家們探索了在其他芳香族物質(zhì)(例如苯甲酸苯酯，雜芳烴和其他芳香族化合物)中這種新的酯舞反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)，將該反應(yīng)與其他酯轉(zhuǎn)化反應(yīng)(例如芳基化，胺化和醚化)結(jié)合使用，可得到具有一系列不同取代模式的化合物。有趣的是，產(chǎn)品的某些衍生物比原材料昂貴得多，這意味著這是一個(gè)總體上具有成本效益的過(guò)程。此外，他們成功地獲得了1,3易位產(chǎn)物，證明了雙酯舞和脫羰作用的結(jié)合。

通過(guò)研究人員開(kāi)發(fā)的新型催化劑和優(yōu)化的催化反應(yīng)，可持續(xù)地合成芳族化合物現(xiàn)在變得更加容易。Yamaguchi總結(jié)說(shuō)：“我們相信使用'酯舞蹈反應(yīng)'的非常規(guī)但可預(yù)見(jiàn)的方法將幫助有機(jī)化學(xué)家合成通常難以制造且昂貴的芳族化合物。”