Catellani反應是多組分(3-component reaction)偶聯反應中的一種。該反應中，在降冰片烯(Norbornene)與Pd共同催化作用下，首先發(fā)生Heck反應，然后活化鄰位苯環(huán)上的H，最后與鹵代烷烴進行C-C偶聯得到最終產物，可以用來合成多取代芳烴和多環(huán)化合物，為生物活性分子和天然產物的合成獨特方法。由于該機制的內在復雜性，利用鈀（0）/鈀（II）/鈀（IV）催化循環(huán)的通用條件以及 NBE 對反應動力學和位點選擇性的影響是一項艱巨的挑戰(zhàn)，更不用說在這個過程中的立體化學控制。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
針對這一挑戰(zhàn)，中國科技大學龔流柱教授及團隊在Angew. Chem. Int. Ed.中發(fā)表題為“ChiralIndoline-2-carboxylic Acid Enables Highly Enantioselective Catellani-typeAnnulation with 4-(bromomethyl)cyclohexanone”的文章，報道了一種手性二氫吲哚-2-羧酸參與的（雜）芳基、烯基三氟甲磺酸酯和共軛乙烯基碘與 4-（溴甲基）環(huán)己酮的高度對映選擇性 Catellani 型環(huán)化，通過該反應可直接合成各種手性全碳橋連環(huán)系統，且具有優(yōu)越的底物兼容性。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
基于鈀/降冰片烯協同催化的實驗結果和先例，作者對該反應的機理進行了推測。首先，鈀和 NBE 促進鄰位C-H 鈀化形成關鍵的 ANP 配合物，然后進行氧化加成到 2a 上以生成中間體A，用于隨后的還原消除和 NBE 釋放以產生中間體 B。 amine-2 與中間體 B 的環(huán)己酮基序與K3PO4 加速縮合從而產生復雜的芳基鈀 (II) 物質C。然后，可以從中間體 C 獲得兩種反應途徑，包括烯胺插入和鈀化以形成 ipso C-C 鍵。
圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
為了闡明這種過程的細節(jié)，作者進行了 DFT 計算以比較這兩種途徑。通過計算發(fā)現，從 C 到 F 的烯胺插入途徑的能量勢壘遠低于通過核鈀化的能量勢壘，表明前一種途徑在能量上是有利的。中間體 F 的最終水解釋放出手性amine-2 和產物 3a。
標題：ChiralIndoline-2-carboxylic Acid Enables Highly Enantioselective Catellani-type Annulation with 4-(bromomethyl) cyclohexanone，
作者：Xin-Meng Chen, Ling Zhu,Dian-Feng Chen, Liu-Zhu Gong*
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202109771
