導讀：
近日，德國亞琛工業(yè)大學Franziska Schoenebec教授課題組報道了一種鎳催化烯烴鏈行走的策略，成功實現(xiàn)了(雜)芳香族/脂肪族酮的遠程官能團化反應，從而合成Z-選擇性的甲硅烷基烯醇醚。值得注意的是，該反應的位點選擇性由鏈行走的方向性控制，與所得甲硅烷基烯醇醚的熱力學性質無關。機理研究表明，反應首先生成Ni(I)二聚體，再與烷基溴反應生成[Ni(II)-H]配合物（作為活化鏈行走過程/官能團化的催化劑），最終生成穩(wěn)定的η3-鍵合的Ni(II)烯醇鹽（作為控制選擇性關鍵的中間體）。相關研究成果發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.（DOI: 10.1021/jacs.1c01797）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
正文：
鏈行走與遠程功能化相結合作為一種新興的合成策略，可在特定的位置引入所需的官能團，同時具有良好的官能團相容性，甚至可以使用烯烴的混合物作為底物。雖然研究人員已報道了關于構建C-C、C-Si、C-B等鍵的多種策略，但卻未實現(xiàn)酮的遠程功能化反應。然而，通過位點和立體化學選擇性控制實現(xiàn)甲硅烷基烯醇醚的合成，也具有一定的挑戰(zhàn)。通常，可將酮直接去質子化，然后再與相應的烯醇化物進行甲硅烷基化反應。但該方法對于堿敏感的官能團或含有兩個相似空間和電子性質的烷基取代基的酮卻不相容，從而導致雙鍵的選擇性差（Figure 1A）。同時，Pd催化α,β-不飽和酮的硅氫化反應或環(huán)烯酮的還原共軛加成，也可合成甲硅烷基烯醇醚，但底物范圍有限（Figure 1B）。對于預官能團化的含有遠程雙鍵的甲硅烷基醚，可在貴金屬催化（如Ir、Ru、Pd等）下實現(xiàn)雙鍵遷移，從而合成甲硅烷基烯醇醚，但E/Z-選擇性高度依賴于α-取代基的空間效應（Figure 1C）?；趯h程官能團化反應的設計（Figure 1D），在此，作者提出了一種鎳催化烯烴鏈行走的策略，從而可通過(雜)芳香族/脂肪族酮直接合成Z-選擇性的甲硅烷基烯醇醚（Figure 1E）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
為了進一步了解反應的機理，作者進行了相關的對照實驗（Figure 2）。首先，NiBr2(dme)可與IPr配體可形成雙核Ni(I)配合物，其中C1收率約為91%，C2收率約為9%（Figure 2A）。同時，在無Mn粉時，底物1a與Et3SiCl于鎳催化條件下反應，可獲得12％總收率的產物2和去甲硅烷基化產物2a，從而表明Mn粉的作用可能是再生Ni(I)二聚體（Figure 2B）。因此，兩個Ni(II)配合物（即紫色晶體C3和綠松石晶體C4在Mn粉還原條件下，可獲得二聚體C1（綠色晶體），從而表明Ni(I)二聚體C1是反應轉化的關鍵中間體，并且Mn粉可實現(xiàn)Ni(I)二聚體C1的再生（Figure 2C）。基于上述的討論，作者提出了一種可能的反應機理，該機理涉及自由基鏈行走、Ni(I)配合物到Ni(II)配合物的轉化、Mn粉再生Ni(I)二聚體等過程（Figure 2D）。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
隨后，作者對底物范圍進行了擴展（Figure 3）。首先，當使用不同取代的氯硅烷時，可獲得相應的產物2-4。其次，當雙鍵與酮之間的碳鏈長度為2時，含有不同取代基芳基酮底物，均可順利反應，獲得相應的產物5-10。同時，聯(lián)苯基、蒽基、萘基、雜芳基等酮底物，也可轉化為相應的甲硅烷基烯醇醚11-16。脂肪族酮底物也與體系兼容，獲得產物17-19。此外，當雙鍵與酮之間的碳鏈長度為3或4時，也可順利反應，獲得相應的產物20-24。但碳鏈長度為4時，需48小時才能完成反應。值得注意的是，上述產物具有良好的Z-選擇性，Z:E為91:9-99:1，收率為52-90%。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
此外，作者還對內烯烴的范圍進行了擴展（Figure 4）。當使用末端和內烯烴的異構體混合物（比例為1:1）在標準條件下反應時，可獲得85%收率的產物20。同樣，對于脂肪族化合物25和26的合成，也獲得了相似的結果。其次， E/Z異構體的混合物（比例為9:1）在標準條件下反應時，也可獲得84%收率的產物20。此外，環(huán)烯酮化合物也可順利反應，獲得相應的環(huán)狀甲硅烷基烯醇醚27和28。值得注意到的是，由于酮上取代基的空間和電子的相似性，28的選擇性形成表明位點選擇性僅由鏈行走的方向決定。
（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）
總結：
德國亞琛工業(yè)大學Franziska Schoenebec教授課題組報道了第一個酮的遠程官能團化反應，通過Ni催化鏈行走的策略，以高收率、高區(qū)域選擇性和高立體選擇性合成一系列Z-甲硅烷基烯醇醚衍生物。同時，該反應具有操作簡單、底物范圍廣泛、官能團耐受性高等特點。值得注意的是，一系列內烯烴異構體混合物、E/Z異構體的混合物以及環(huán)烯酮化合物，均可作為該反應的底物。機理研究表明，生成的Ni(I)二聚體作為關鍵中間體，可與烷基溴反應生成[Ni(II)-H]配合物，并進行鏈行走的過程。
