β-氨基醇結(jié)構(gòu)廣泛存在于自然界和藥物分子當(dāng)中（Figure 1a），快速高效構(gòu)建該結(jié)構(gòu)單元一直是合成化學(xué)家們追求的目標(biāo)。在之前的工作中，研究人員報道了利用單電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生氮自由基，其被隨后的親電性烷基自由基所捕獲，從而將烯烴轉(zhuǎn)化為二氫吡咯的策略。近日，美國俄亥俄州立大學(xué)David A. Nagib課題組報道了雙金屬催化下烯丙醇的區(qū)域選擇性胺化和親核偶聯(lián)反應(yīng)，該方法極大地拓展了可進(jìn)行雙官能團化的底物范圍。該工作發(fā)表于ACS Catal.（DOI: 10.1021/acscatal.1c00404）。
（圖片來源：ACS Catal.）
要實現(xiàn)雙金屬催化的反應(yīng)，首先要解決的問題是光催化劑與關(guān)鍵Cu中間體的兼容性，作者提出的基于能量遷移的光催化劑活化策略或許可以解決該問題。為了驗證策略的可行性，作者以如Table 1所示的底物與親核試劑Me3Si-CN在標(biāo)準(zhǔn)條件下反應(yīng)，再經(jīng)過酸性條件下的水解，得到了目標(biāo)產(chǎn)物?？刂茖嶒灡砻?，雙金屬催化劑、光照、配體、助溶劑均對反應(yīng)效率或者選擇性有影響。其次，不同光催化劑下的實驗結(jié)果表明該反應(yīng)是基于能量轉(zhuǎn)移而非電子轉(zhuǎn)移。優(yōu)化了反應(yīng)條件之后，作者研究了該自由基胺化-氰基化反應(yīng)的底物范圍（Table 2）。以一級醇為底物時，在LnCuCN需要捕獲自由基的位置，作者發(fā)現(xiàn)一級、二級、三級以及芐位底物均可以反應(yīng)，而位阻最大的三級碳反應(yīng)活性最低；雜芳烴如吡啶環(huán)、喹啉環(huán)以及游離的羥基或者烯烴在反應(yīng)中有很好的兼容性；β位全取代的底物在反應(yīng)中也沒有其他的副反應(yīng)產(chǎn)生。最后，作者測試了一系列二級醇以及較為復(fù)雜的底物，發(fā)現(xiàn)均具有很好的反應(yīng)性和選擇性。
（圖片來源：ACS Catal.）
（圖片來源：ACS Catal.）
在測試了底物適用范圍之后，作者又嘗試了不同的親核試劑（Table 3）。首先是不同的硅試劑，Me3Si-SCN和Me3Si-N3均可以實現(xiàn)有效的偶聯(lián)；接下來，作者又嘗試了不同的乙烯基硼酸，實驗結(jié)果表明烷基硼酸跟芳基硼酸均可以參與反應(yīng)；最后，烯丙基對甲苯磺?；衔镆部梢园l(fā)生該反應(yīng)。作者發(fā)現(xiàn)，在沒有銅催化劑跟親核試劑存在的條件下，反應(yīng)僅可以得到氫胺化的產(chǎn)物；而加入TEMPO可以捕獲到產(chǎn)物23。為了更好地理解反應(yīng)的機理，作者設(shè)計了如Figure 2所示的反應(yīng)，當(dāng)使用E或Z構(gòu)型的底物時，以相同的效率和選擇性的得到了4；在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下只得到了產(chǎn)物24，這表明了反應(yīng)的區(qū)域選擇性；使用二烯底物時只得到了二環(huán)產(chǎn)物，表明銅催化劑參與捕獲自由基比環(huán)化更慢或者該步反應(yīng)是可逆發(fā)生的。
（圖片來源：ACS Catal.）
（圖片來源：ACS Catal.）
總的來說，作者發(fā)展了一種雙金屬催化的策略，可以對烯丙醇進(jìn)行區(qū)域選擇性的胺化-偶聯(lián)反應(yīng)。該方法實現(xiàn)的基礎(chǔ)是光催化劑的能量遷移活化和銅催化下的偶聯(lián)。該工作展示了雙金屬催化反應(yīng)的應(yīng)用潛力。
