在自然界以及實驗室中，運用非共價相互作用來控制反應(yīng)的立體選擇性是一種強有力的手段，然而，由于對這些弱相互作用的作用模式還沒有明確的理解，也限制了其在不對稱自由基化學(xué)中的應(yīng)用。目前已經(jīng)報道的通過氮自由基形成碳氮鍵的合成方法中，都是利用底物跟手性催化劑之間強的相互作用。近日，美國普林斯頓大學(xué)Robert R. Knowles課題組報道了以手性磷酸跟底物形成氫鍵的作用方式，通過質(zhì)子偶聯(lián)電子轉(zhuǎn)移實現(xiàn)分子內(nèi)磺酰胺對烯烴的對映選擇性氫胺化。
根據(jù)之前已經(jīng)報道的關(guān)于質(zhì)子偶聯(lián)電子轉(zhuǎn)移（PCET）在氮雜頻哪醇環(huán)化以及吲哚氧化活化中的應(yīng)用（Figure 1a），作者提出，如果使用手性磷酸（Figure 1b），有望將這一方法應(yīng)用在課題組之前報道的烯烴的分子內(nèi)氫胺化反應(yīng)中，從而實現(xiàn)不對稱轉(zhuǎn)化（Figure 1c）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
作者首先選擇4-甲氧基苯基磺酰胺1作為底物，根據(jù)之前已經(jīng)報道的條件，進行手性磷酸配體的篩選。結(jié)果顯示，在磷酸酯配體P7作用下反應(yīng)得到了最優(yōu)的結(jié)果，產(chǎn)率為85%，er值為95/5。然后作者以P7為配體，對反應(yīng)溫度、H供體、催化劑的量進行微調(diào)，都沒有取得明顯的效果。對照實驗顯示其他的試驗參數(shù)是不可缺少的（Table 1）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
接下來，作者分別考察了磺酰胺部分和烯烴部分的底物適用范圍，均取得了較好的結(jié)果。比較復(fù)雜的底物，如19～22，也得到了不錯的產(chǎn)率和er值（Table 2）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
為了進一步研究這一轉(zhuǎn)化過程中的立體選擇性控制步驟，作者又設(shè)計了底物的胺化反應(yīng)。用甲基乙烯基酮代替之前使用的硫醇共催化劑，反應(yīng)得到的碳胺化產(chǎn)物29與之前同一磺酰胺底物反應(yīng)得到的氫胺化產(chǎn)物的對映選擇性近乎一樣，由此作者認(rèn)為在這兩個轉(zhuǎn)化中相同的碳氮鍵形成步驟是反應(yīng)的立體選擇性控制步驟（Figure 2）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
最后，作者又嘗試了極性不同的溶劑來測試其對反應(yīng)立體選擇性的影響。結(jié)果顯示，雖然在強極性溶劑中反應(yīng)的活性大大降低，但立體選擇性在極性和非極性溶劑中都得到很好的保持。反應(yīng)對溶劑極性不敏感也否定了碳氮鍵形成過程中產(chǎn)生離子對中間體的可能性（Table 3）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
總的來說，作者利用質(zhì)子偶聯(lián)電子轉(zhuǎn)移的策略，實現(xiàn)了烯烴的分子內(nèi)不對稱氫胺化，得到高立體選擇性的吡咯烷產(chǎn)物，此方法具有很好的底物適用性。這項工作也為其它通過非共價相互作用影響自由基中間體立體選擇性的研究提供了很好的借鑒意義。
