導(dǎo)讀：
近日，德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)Franziska Schoenebec教授課題組報(bào)道了一種鎳催化烯烴鏈行走的策略，成功實(shí)現(xiàn)了(雜)芳香族/脂肪族酮的遠(yuǎn)程官能團(tuán)化反應(yīng)，從而合成Z-選擇性的甲硅烷基烯醇醚。值得注意的是，該反應(yīng)的位點(diǎn)選擇性由鏈行走的方向性控制，與所得甲硅烷基烯醇醚的熱力學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)。機(jī)理研究表明，反應(yīng)首先生成Ni(I)二聚體，再與烷基溴反應(yīng)生成[Ni(II)-H]配合物（作為活化鏈行走過(guò)程/官能團(tuán)化的催化劑），最終生成穩(wěn)定的η3-鍵合的Ni(II)烯醇鹽（作為控制選擇性關(guān)鍵的中間體）。相關(guān)研究成果發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.（DOI: 10.1021/jacs.1c01797）。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
正文：
鏈行走與遠(yuǎn)程功能化相結(jié)合作為一種新興的合成策略，可在特定的位置引入所需的官能團(tuán)，同時(shí)具有良好的官能團(tuán)相容性，甚至可以使用烯烴的混合物作為底物。雖然研究人員已報(bào)道了關(guān)于構(gòu)建C-C、C-Si、C-B等鍵的多種策略，但卻未實(shí)現(xiàn)酮的遠(yuǎn)程功能化反應(yīng)。然而，通過(guò)位點(diǎn)和立體化學(xué)選擇性控制實(shí)現(xiàn)甲硅烷基烯醇醚的合成，也具有一定的挑戰(zhàn)。通常，可將酮直接去質(zhì)子化，然后再與相應(yīng)的烯醇化物進(jìn)行甲硅烷基化反應(yīng)。但該方法對(duì)于堿敏感的官能團(tuán)或含有兩個(gè)相似空間和電子性質(zhì)的烷基取代基的酮卻不相容，從而導(dǎo)致雙鍵的選擇性差（Figure 1A）。同時(shí)，Pd催化α,β-不飽和酮的硅氫化反應(yīng)或環(huán)烯酮的還原共軛加成，也可合成甲硅烷基烯醇醚，但底物范圍有限（Figure 1B）。對(duì)于預(yù)官能團(tuán)化的含有遠(yuǎn)程雙鍵的甲硅烷基醚，可在貴金屬催化（如Ir、Ru、Pd等）下實(shí)現(xiàn)雙鍵遷移，從而合成甲硅烷基烯醇醚，但E/Z-選擇性高度依賴(lài)于α-取代基的空間效應(yīng)（Figure 1C）?；趯?duì)遠(yuǎn)程官能團(tuán)化反應(yīng)的設(shè)計(jì)（Figure 1D），在此，作者提出了一種鎳催化烯烴鏈行走的策略，從而可通過(guò)(雜)芳香族/脂肪族酮直接合成Z-選擇性的甲硅烷基烯醇醚（Figure 1E）。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
為了進(jìn)一步了解反應(yīng)的機(jī)理，作者進(jìn)行了相關(guān)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)（Figure 2）。首先，NiBr2(dme)可與IPr配體可形成雙核Ni(I)配合物，其中C1收率約為91%，C2收率約為9%（Figure 2A）。同時(shí)，在無(wú)Mn粉時(shí)，底物1a與Et3SiCl于鎳催化條件下反應(yīng)，可獲得12％總收率的產(chǎn)物2和去甲硅烷基化產(chǎn)物2a，從而表明Mn粉的作用可能是再生Ni(I)二聚體（Figure 2B）。因此，兩個(gè)Ni(II)配合物（即紫色晶體C3和綠松石晶體C4在Mn粉還原條件下，可獲得二聚體C1（綠色晶體），從而表明Ni(I)二聚體C1是反應(yīng)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵中間體，并且Mn粉可實(shí)現(xiàn)Ni(I)二聚體C1的再生（Figure 2C）?；谏鲜龅挠懻?，作者提出了一種可能的反應(yīng)機(jī)理，該機(jī)理涉及自由基鏈行走、Ni(I)配合物到Ni(II)配合物的轉(zhuǎn)化、Mn粉再生Ni(I)二聚體等過(guò)程（Figure 2D）。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
隨后，作者對(duì)底物范圍進(jìn)行了擴(kuò)展（Figure 3）。首先，當(dāng)使用不同取代的氯硅烷時(shí)，可獲得相應(yīng)的產(chǎn)物2-4。其次，當(dāng)雙鍵與酮之間的碳鏈長(zhǎng)度為2時(shí)，含有不同取代基芳基酮底物，均可順利反應(yīng)，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物5-10。同時(shí)，聯(lián)苯基、蒽基、萘基、雜芳基等酮底物，也可轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的甲硅烷基烯醇醚11-16。脂肪族酮底物也與體系兼容，獲得產(chǎn)物17-19。此外，當(dāng)雙鍵與酮之間的碳鏈長(zhǎng)度為3或4時(shí)，也可順利反應(yīng)，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物20-24。但碳鏈長(zhǎng)度為4時(shí)，需48小時(shí)才能完成反應(yīng)。值得注意的是，上述產(chǎn)物具有良好的Z-選擇性，Z:E為91:9-99:1，收率為52-90%。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
此外，作者還對(duì)內(nèi)烯烴的范圍進(jìn)行了擴(kuò)展（Figure 4）。當(dāng)使用末端和內(nèi)烯烴的異構(gòu)體混合物（比例為1:1）在標(biāo)準(zhǔn)條件下反應(yīng)時(shí)，可獲得85%收率的產(chǎn)物20。同樣，對(duì)于脂肪族化合物25和26的合成，也獲得了相似的結(jié)果。其次， E/Z異構(gòu)體的混合物（比例為9:1）在標(biāo)準(zhǔn)條件下反應(yīng)時(shí)，也可獲得84%收率的產(chǎn)物20。此外，環(huán)烯酮化合物也可順利反應(yīng)，獲得相應(yīng)的環(huán)狀甲硅烷基烯醇醚27和28。值得注意到的是，由于酮上取代基的空間和電子的相似性，28的選擇性形成表明位點(diǎn)選擇性?xún)H由鏈行走的方向決定。
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總結(jié)：
德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)Franziska Schoenebec教授課題組報(bào)道了第一個(gè)酮的遠(yuǎn)程官能團(tuán)化反應(yīng)，通過(guò)Ni催化鏈行走的策略，以高收率、高區(qū)域選擇性和高立體選擇性合成一系列Z-甲硅烷基烯醇醚衍生物。同時(shí)，該反應(yīng)具有操作簡(jiǎn)單、底物范圍廣泛、官能團(tuán)耐受性高等特點(diǎn)。值得注意的是，一系列內(nèi)烯烴異構(gòu)體混合物、E/Z異構(gòu)體的混合物以及環(huán)烯酮化合物，均可作為該反應(yīng)的底物。機(jī)理研究表明，生成的Ni(I)二聚體作為關(guān)鍵中間體，可與烷基溴反應(yīng)生成[Ni(II)-H]配合物，并進(jìn)行鏈行走的過(guò)程。
