圖1 （圖片來源：Nat. Commun.）
反應(yīng)條件優(yōu)化（圖2）。Ni(cod)2（2.5 mol%）和PCy3（5 mol%）為最優(yōu)的催化劑和配體。在KOtBu（25 mol%）、PhB(OH)2（25 mol%）的條件下，反應(yīng)以接近當(dāng)量的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物。值得注意的是，除苯硼酸外，其他芳基硼酸酯也具有促進作用，并且活潑的氫質(zhì)子不是必須的。在沒有催化劑存在的條件下，通過硼譜監(jiān)測苯硼酸與各個反應(yīng)試劑相互作用發(fā)現(xiàn)：苯硼酸+叔丁醇鉀+N-磺?；房僧a(chǎn)生N-磺酰胺硼酸鹽，而苯乙烯沒有影響。核磁譜圖和元素分析結(jié)果支持推測的硼酸鹽的結(jié)構(gòu)。此外，作者嘗試多種具有活潑氫的化合物代替苯硼酸作為添加劑，均沒有促進作用（例如：苯酚+叔丁醇鉀得到少量目標(biāo)產(chǎn)物，單獨添加苯酚無法得到產(chǎn)物）。此前，南開大學(xué)周其林課題組、葉萌春課題組等報道了Br?nsted酸（如TsNH2、PhB(OH)2、PhOH等）能夠促進鎳雜環(huán)中間體的開環(huán)。受此啟發(fā)，作者認(rèn)為N-磺酰胺硼酸鹽能夠通過轉(zhuǎn)金屬形式的胺基交換來促進鎳雜環(huán)中間體的開環(huán)。
圖2 硼試劑的促進作用及關(guān)鍵活性物種磺酰胺硼酸鹽
（圖片來源：Nat. Commun.）
該反應(yīng)具有廣泛的底物適用范圍，各種芐胺、烷基胺、芳基烯烴及非活化烯烴均可以順利進行反應(yīng)。此外，反應(yīng)也具有較好的官能團兼容性，如氟、三氟甲基、醚、酮、酯、胺、酰胺以及吲哚、呋喃、噻吩、喹啉等雜環(huán)均能很好地兼容。
不對稱催化（圖3）：在上述工作的基礎(chǔ)上，作者進一步實現(xiàn)了鎳催化烯烴的對映選擇性氫烷基化反應(yīng)。在NiBr2·dme和手性單膦配體的催化作用下，反應(yīng)能夠以中等以上的收率和良好的對映選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物，實現(xiàn)由簡單一級烷基胺到手性烷基胺的直接轉(zhuǎn)化。
圖3 不對稱催化反應(yīng)底物表
（圖片來源：Nat. Commun.）
綜上，西湖大學(xué)石航課題組報道了鎳催化烯烴與磺酰胺的氫烷基化反應(yīng)。堿性條件下原位生成的磺酰胺硼酸鹽絡(luò)合物能夠有效促進鎳雜環(huán)中間體的開環(huán)，顯著提高該催化體系的效率。另外，作者發(fā)展的這一對映選擇性氫烷基化反應(yīng)也為手性烷基胺的合成方法提供了一種補充。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、浙江省引進領(lǐng)軍型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊及中國博士后科學(xué)基金等項目的資助。
相關(guān)工作：石航課題組報道了鎳-膦配體催化N-磺酰基胺的α-烯基化反應(yīng)及不對稱催化版本（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 4154）；南開大學(xué)葉萌春課題組報道了膦和卡賓雙配體促進的鎳催化N-磺?；返摩?烯基化反應(yīng)（Nat. Commun. 2021, 12, 3800）。
論文信息：
Ni-catalyzed hydroalkylation of olefins with N-sulfonyl amines
Xiao-Biao Yan, Lun Li,Wen-Qiang Wu, Lun Xu, Ke Li, Yu-Cheng Liu & Hang Shi
Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-021-26194-y
石航
石航，1985年生，2013年獲得北京大學(xué)有機化學(xué)博士學(xué)位。2013?2015年在美國Harvard大學(xué)從事博后研究，其間在Massachusetts General Hospital（MGH）從事放射化學(xué)研究。2015?2018年在美國Scripps研究所從事博士后研究。2018年9月回國，現(xiàn)任西湖大學(xué)理學(xué)院特聘研究員。
博士期間的研究工作集中于新型金催化串聯(lián)環(huán)化反應(yīng)的研究，及探索該方法在活性天然產(chǎn)物全合成中的應(yīng)用。博士后期間，通過鈀催化劑的轉(zhuǎn)移活化策略，分別發(fā)展了對芳香化合物的原位硼化/鄰位胺化、間位氯化、遠(yuǎn)程（對位、跨環(huán)）芳基化，以及遠(yuǎn)程不對稱官能團化。此外，發(fā)展了氟-18標(biāo)記二氟甲基芳香化合物的普適性方法。相關(guān)研究成果分別以第一作者發(fā)表于Nature、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem., Int. Ed.等期刊。目前的研究方向包括以對反應(yīng)機理的研究來開發(fā)新穎的過渡金屬催化劑，探索高效的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法及功能分子的合成方法。
