烯烴的雙官能化反應(yīng)是有機(jī)合成化學(xué)的重要研究領(lǐng)域。其中，碳硫化反應(yīng)為結(jié)構(gòu)多樣的含硫有機(jī)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(yīng)通常適用的官能團(tuán)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(tuán)的范圍，但主要局限于1,2-碳硫化反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇性反轉(zhuǎn)的2,1-碳硫化反應(yīng)仍是一個(gè)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(guān)機(jī)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(xué)郭凱教授、馮超教授以及賓夕法尼亞大學(xué)Patrick J. Walsh教授合作，利用鎳催化的自由基分選策略，成功實(shí)現(xiàn)了含氟烯烴的2,1-碳硫化反應(yīng)。 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(shí)現(xiàn)了三氟甲基烯烴/偕二氟烯烴的2,1-硫碳化反應(yīng)。該反應(yīng)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(yīng)成功應(yīng)用于復(fù)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(yīng)，實(shí)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(jìn)一步拓展了該反應(yīng)的應(yīng)用范圍。 機(jī)理研究表明，該反應(yīng)經(jīng)歷高效的鎳介導(dǎo)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(jìn)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(jìn)行SH2型碳-碳成鍵反應(yīng)，最終得到2,1-碳硫化產(chǎn)物。該反應(yīng)的成功的關(guān)鍵在于：1.硫自由基對(duì)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(shí)現(xiàn)高選擇性的碳-碳成鍵。該工作表明，基于高效自由基識(shí)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
