配合物中配體的配位模式會影響配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。通過調(diào)控配體的配位模式，獲得金屬催化劑在碳氫鍵活化中新的催化活性的策略，是金屬有機催化領(lǐng)域值得研究的一個重要方向。當前，碳氫鍵活化反應(yīng)的研究是一個前沿研究領(lǐng)域，被認為是有機化學(xué)研究的一個圣杯。然而，由于有機化合物中活性類似的碳氫鍵的普遍存在，選擇性活化其中的一個碳氫鍵是一大難點，尤其是離配位原子遠程的碳氫鍵的位點選擇性活化控制更加困難。首先，底物中可能存在離配位原子更近的碳氫鍵，通常這種近端的碳氫鍵更容易被活化；其次，目標C-H鍵處于距離配位原子較遠的位置，導(dǎo)致形成一個可能的環(huán)金屬絡(luò)合物中間體非常困難，這也是熵不利的過程；最后，遠端的芳環(huán)上或許會存在幾個活性類似的C-H鍵，精準的選擇性活化其中一個C-H鍵也是非常大的挑戰(zhàn)。如何高選擇性地實現(xiàn)某一個指定遠程碳氫鍵的精準活化，是一個有著重大意義和挑戰(zhàn)性的問題。中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室李綱研究組經(jīng)過刻苦攻關(guān)，實現(xiàn)了首例羧基導(dǎo)向的遠程C(sp2)-H鍵的選擇性活化。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, doi：10.1002/anie.201910691）
羧基是碳氫鍵活化領(lǐng)域非常重要、并得到廣泛應(yīng)用的導(dǎo)向基團，金屬與羧基基于k1配位模式的配位促進的碳氫鍵活化反應(yīng)已被廣泛報道。然而，適用于幾何形狀誘導(dǎo)遠程芳環(huán)C-H鍵活化的k2配位模式依然未被開發(fā)。經(jīng)過反應(yīng)模板的設(shè)計和反應(yīng)條件的優(yōu)化，特別是合適的氨基酸配體和非堿性的反應(yīng)條件，李綱課題組最終實現(xiàn)了首例羧基導(dǎo)向的遠程選擇性的苯丙酸間位碳氫鍵的活化反應(yīng)。選擇苯丙酸作為模板底物是由于苯丙酸類化合物是很多藥物的關(guān)鍵骨架，比如治療肌肉痙攣的藥物巴氯芬（Baclofen）。在篩選后得到的最優(yōu)反應(yīng)條件下，反應(yīng)的收率和選擇性都比較理想。該反應(yīng)不僅具有非常廣的底物適用范圍，還能首次使用便宜的芳基碘試劑實現(xiàn)苯丙酸間位碳氫鍵的芳基化反應(yīng)；而以往的用其他配位基團促進的直接遠程導(dǎo)向的方法需要用到昂貴的硼芳基化試劑。通過一些控制反應(yīng)等初步機理研究，k2配位模式被認為可能是促成觀測到獨特選擇性的直接原因。該研究結(jié)果不僅為遠程碳氫活化提供了新策略，而且提出了羧基在碳氫活化中可能存在的新型配位模式；打破了人們對羧基通常只能促進鄰近碳氫活化的認識，為人們深入理解配體的配位模式在改變配合物反應(yīng)性和新型碳氫活化反應(yīng)設(shè)計方面提供了新思路。(來源：中科院)
