烯烴的雙官能化反應是有機合成化學的重要研究領域。其中，碳硫化反應為結(jié)構(gòu)多樣的含硫有機化合物合成提供了有效途徑。然而，基于硫鎓離子中間體的傳統(tǒng)碳硫化反應通常適用的官能團類型有限，且區(qū)域選擇性高度依賴于烯烴底物自身的性質(zhì)。近年來發(fā)展的過渡金屬催化策略拓寬了可引入官能團的范圍，但主要局限于1,2-碳硫化反應。實現(xiàn)區(qū)域選擇性反轉(zhuǎn)的2,1-碳硫化反應仍是一個顯著挑戰(zhàn)，而開發(fā)此類新穎的區(qū)域選擇性轉(zhuǎn)化，可為結(jié)構(gòu)更為多樣的含硫化合物合成提供便捷的方法。相關機理研究也將為烯烴雙官能化策略提供新的思路。
近日，南京工業(yè)大學郭凱教授、馮超教授以及賓夕法尼亞大學Patrick J. Walsh教授合作，利用鎳催化的自由基分選策略，成功實現(xiàn)了含氟烯烴的2,1-碳硫化反應。 受硫醇/酚向碳自由基物種高效氫原子轉(zhuǎn)移過程的啟發(fā)，研究人員以硫醇為硫源，溴芐為碳源，在鎳催化下實現(xiàn)了三氟甲基烯烴/偕二氟烯烴的2,1-硫碳化反應。該反應適用于含多種取代基的α-三氟甲基苯乙烯及α-烷基-β,β-二氟苯乙烯衍生物。特別值得注意的是，該反應成功應用于復雜結(jié)構(gòu)藥物及生物活性分子的官能化。例如，D-青霉胺衍生物及L-半胱氨酸衍生物均可順利參與該反應，實現(xiàn)了含氟烷基氨基酸的合成。研究表明，烯基砜底物同樣適用，進一步拓展了該反應的應用范圍。 機理研究表明，該反應經(jīng)歷高效的鎳介導自由基分選過程：鎳催化劑首先活化溴芐衍生物得到芐基鎳中間體（C），后者可均裂產(chǎn)生芐基自由基（D）；隨后硫醇經(jīng)歷氫原子轉(zhuǎn)移形成硫自由基（E），進而加成至烯烴；生成的叔碳芐基自由基物種（F）可與芐基鎳中間體（C）進行SH2型碳-碳成鍵反應，最終得到2,1-碳硫化產(chǎn)物。該反應的成功的關鍵在于：1.硫自由基對烯烴的選擇性加成，有效抑制了雙碳化副產(chǎn)物（4’）的形成；2.鎳催化劑能有效區(qū)分兩種不同芐基自由基物種（D，F(xiàn)），選擇性地與小位阻芐基自由基D結(jié)合，實現(xiàn)高選擇性的碳-碳成鍵。該工作表明，基于高效自由基識別的鎳催化體系可為烯烴雙官能化提供全新的途徑。 論文信息 Regioreversed Carbosulfenylation of Fluoroalkenes via Nickel-Mediated Radical Sorting Prof. Dr. Chuan Zhu, Qian Liu, Nannan Wang, Rui Ma, Kai Chen, Prof. Dr. Patrick J. Walsh, Prof. Dr. Kai Guo, Prof. Dr. Chao Feng Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202509664
