碳碳鍵的構(gòu)建是有機(jī)合成化學(xué)的核心。傳統(tǒng)的格氏反應(yīng)、狄爾斯-阿爾德反應(yīng)、魏悌息反應(yīng)、羥醛縮合反應(yīng)等的價(jià)值就在于其解決了碳碳鍵構(gòu)建中的某一關(guān)鍵問題。近代有機(jī)合成的發(fā)展越來越多地依靠過渡金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)：按照傳統(tǒng)的模式不能直接反應(yīng)的親電組分與親核組分，在過渡金屬的存在下經(jīng)由與傳統(tǒng)反應(yīng)不同的機(jī)理結(jié)合在一起。
過渡金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)建立起了一系列高效的碳碳鍵構(gòu)建方法，例如Heck反應(yīng)，Suzuki-Miyaura偶聯(lián)，Negishi偶聯(lián)，Stille偶聯(lián)，Sonogashira偶聯(lián)等。這些方法學(xué)在藥物合成，化學(xué)生物學(xué)，以及材料科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。然而該領(lǐng)域仍然存在許多挑戰(zhàn)和機(jī)遇，包括如何進(jìn)一步提高反應(yīng)的效率、選擇性和原子經(jīng)濟(jì)性，以及拓展反應(yīng)的普適性等。時(shí)至今日，過渡金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)依然是有機(jī)合成化學(xué)中非?；钴S的部分，其研究的重點(diǎn)之一是將過渡金屬催化和自由基化學(xué)、卡賓化學(xué)、電化學(xué)、光化學(xué)等領(lǐng)域相結(jié)合，進(jìn)一步拓展偶聯(lián)組分以及反應(yīng)模式的范疇。
醛酮等羰基化合物作為最基本的化合物在有機(jī)合成中扮演著非常重要的角色。醛酮豐富的反應(yīng)活性主要來源于羰基碳的親電性和α-氫的酸性。例如，有機(jī)合成中應(yīng)用非常廣泛的反應(yīng)，包括格式試劑加成反應(yīng)、魏悌息反應(yīng)、羥醛縮合反應(yīng)和α-碳?xì)滏I烷基化、芳基化反應(yīng)等等，都與醛酮的這些性質(zhì)相關(guān)。如果將醛酮轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的三氟甲磺酸烯醇酯（-OTf），則其可以作為烯基親電試劑在過渡金屬催化下參與偶聯(lián)反應(yīng)。這是一類已發(fā)展完善的間接利用醛酮作為偶聯(lián)組分的方法。此外，通過將醛酮與對甲苯磺酰肼（TsNHNH2）簡單縮合得到的對甲苯磺酰腙（=NNHTs），也是一類非常重要的合成子，其可以經(jīng)由Shapiro反應(yīng)和Bamford-Stevens反應(yīng)得到官能團(tuán)化的烯烴。特別是Shapiro反應(yīng)可以將酮轉(zhuǎn)化為烯基親核試劑來參與反應(yīng)，這一特殊的轉(zhuǎn)化模式在有機(jī)合成中得到了很多應(yīng)用，例如，該反應(yīng)是紫杉醇全合成中的關(guān)鍵步驟之一。
由于醛酮化合物的廣泛存在及其在有機(jī)分子的轉(zhuǎn)化中不可替代的作用，進(jìn)一步發(fā)展基于醛酮化合物的新的轉(zhuǎn)化模式是重要的科學(xué)問題。近年來，人們發(fā)現(xiàn)對甲苯磺酰腙可以在過渡金屬催化下經(jīng)由重氮化合物中間體參與偶聯(lián)反應(yīng)，其基本過程包括原位生成重氮化合物、金屬卡賓的形成和金屬卡賓的轉(zhuǎn)移插入。這一類基于金屬卡賓過程的偶聯(lián)反應(yīng)的發(fā)展使得醛酮可以作為偶聯(lián)組分參與交叉偶聯(lián)反應(yīng)，極大地拓展了醛酮化合物在有機(jī)合成中的應(yīng)用。王劍波課題組在過去的十多年里在該領(lǐng)域開展系統(tǒng)工作，發(fā)展了一系列以醛酮為起始物經(jīng)由腙的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。最近，他們受《Journal of the American Chemical Society》主編邀請撰寫Perspective論文，歸納總結(jié)并展望醛酮經(jīng)由對甲苯磺酰腙參與的過渡金屬催化卡賓偶聯(lián)反應(yīng)的發(fā)展。
該Perspective論文根據(jù)醛酮偶聯(lián)反應(yīng)中新形成碳碳鍵的種類，將這些轉(zhuǎn)化大致分為四類：a) 醛酮作為烯基偶聯(lián)組分，在羰基碳上形成碳碳單鍵得到多取代烯烴；b) 醛酮的羰基碳氧雙鍵生成碳碳雙鍵或聯(lián)烯、烯酮、烯酮亞胺等累積雙鍵；c) 醛酮作為烷基偶聯(lián)組分，形成碳碳單鍵得到烷基化的偶聯(lián)產(chǎn)物；d) 醛酮作為雙親試劑，在羰基碳原子上同時(shí)形成兩根碳碳單鍵。在介紹了這四類反應(yīng)的最新進(jìn)展后，該綜述又分別對其進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和展望，指出了該領(lǐng)域還存在的問題以及可能的發(fā)展方向，對醛酮化合物在有機(jī)合成中的應(yīng)用以及金屬卡賓交叉偶聯(lián)領(lǐng)域的發(fā)展都具有重要的指導(dǎo)意義。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c04445
