“隔山打牛，殊途同归”：钟爱远程C-H键的反应

导读

看到这个题目，不少读者可能会对文章的具体内容感到困惑。其实，这是小编对最近发表在国际著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.上一篇工作的总结，作者是南京大学青年千人朱少林教授。所谓“隔山打牛”，指反应虽然从双键启动，然而远程的C-H键却参与反应；所谓“殊途同归”，指反应的位点都是末端C-H键。特别的是，烯基处于不同位置的底物参与反应，得到的是同一种产物，故曰“殊途同归”，该文章DOI：10.1002/anie.201712731。那么该工作究竟是怎样的一种过程呢？下面就由小编带大家阅读一下。

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Scheme 1. 研究背景

构建C(sp³)-C(sp³)键的方法有许多，除了传统的取代、加成等方法外，过渡金属催化的交叉偶联反应也发挥着重要作用（Scheme 1A）。但这一过程需要使用从卤代物制备的烷基金属试剂，不仅步骤复杂，而且不易操作。因此，发展新型模式的构建C(sp³)-C(sp³)键的方法是非常有必要的。近年来从烯烃出发，通过链移动（chain walking）的策略构建C(sp³)-C(sp³)键也引起了人们的兴趣（Scheme 1B）。在过去的研究中，朱少林课题组通过链移动策略，实现了苄位C-H键的芳基化反应（Scheme 1C）。于是，作者设想，如果底物结构中没有芳基，无法形成苄基金属物种，那么便有可能反应位点位于末端C-H键。体系中加入烷基卤代物，便有可能选择性地构建C(sp³)-C(sp³)键（Scheme 1D）。

反应设想的机理如下，体系中形成的Ni(I)物种经配体交换形成Ni(I)H物种。然后，Ni(I)H物种与烯烃经过多次重复的迁移插入、β-H消除得到末端烷基镍物种V。V接受烷基卤代物的氧化加成形成VI，后者还原消除得到目标产物3，同时释放Ni(I)物种。反应是从双键启动，但远端C-H键却参与反应，故称 “隔山打牛”（Scheme 2）。

Scheme 2. 可行性分析

对于反应条件，作者经优化发现，使用NiBr₂作催化剂，L1作配体，硅氢物种和氟化钾作为添加剂，DMF为溶剂，在室温下反应24 h为最佳条件（Scheme 3）。

Scheme 3. 条件筛选

在该条件下，作者对烯烃和烷基碘代物的底物适用范围进行了考察（Scheme 4&5）。研究发现，不同烯烃的烷基化均发生在末端C-H键上，反应产率高，官能团如缩醛、酰胺、羰基、三氟甲磺酸酯等都能兼容。反应条件温和，区域选择性非常好。

Scheme 4. 烯烃的底物拓展

Scheme 5. 烷基碘代物的底物拓展

进一步地，作者测试了双键位于不同位置的烯烃与碘代物的反应。研究发现，反应可以在更低的催化剂用量下进行，产率和选择性都非常好。虽然过程中采用不同的烯烃作为底物，但产物都是一样的。（Scheme 6）。

Scheme 6. 殊途同归

总结：在该工作中，朱少林教授报道了NiH催化的基于链移动的策略，实现了烯烃远端sp³ C-H键与烷基碘代物的反应。该反应转化率高，条件温和，官能团兼容性好。最重要的是反应的区域选择性非常好，不同的烯烃异构体也能得到同一种产物。因此，小编用“隔山打牛，殊途同归”来形容该工作。该方法提供了一种构建C(sp³)-C(sp³)键的新思路。

原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201712731/abstract      

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