酰胺是一類(lèi)重要的結(jié)構(gòu)單元，廣泛存在于天然產(chǎn)物、暢銷(xiāo)藥物、功能高分子材料中，也是化學(xué)合成中一類(lèi)極為常見(jiàn)的合成中間體。因此，發(fā)展新的酰胺合成方法是合成化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。過(guò)渡金屬催化烯烴和炔烴氫酰胺化反應(yīng)是構(gòu)建酰胺化合物的重要方法之一。該反應(yīng)一般涉及烯烴或炔烴與金屬氫物種遷移插入后，再與CO和胺交叉偶聯(lián)得到相應(yīng)的酰胺或α,β-不飽和酰胺。盡管催化烯烴氫酰胺化已取得了重要進(jìn)展，但是催化炔烴氫酰胺化反應(yīng)構(gòu)建酰胺化合物的研究仍相對(duì)較少。同時(shí)，由于胺對(duì)過(guò)度金屬催化劑的強(qiáng)配位作用，以及胺的堿性與金屬氫化物的酸性不兼容等問(wèn)題，目前報(bào)道的炔烴氫酰胺化反應(yīng)大多依賴(lài)金屬鈀絡(luò)合物做催化劑、高溫高壓等反應(yīng)條件，得到支鏈或直鏈型α,β-不飽和酰胺化合物。文獻(xiàn)中很少有利用炔烴的酰胺化反應(yīng)直接構(gòu)建取代酰胺的報(bào)道。因此，利用廉價(jià)金屬催化劑發(fā)展基于單電子轉(zhuǎn)移模式的溫和、高效的酰胺化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)炔烴到a,b-不飽和酰胺和取代酰胺的多樣化轉(zhuǎn)化，具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。
東華大學(xué)儲(chǔ)玲玲課題組一直從事光鎳協(xié)同催化不飽和烴選擇性轉(zhuǎn)化的相關(guān)工作。近期，作者首次實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光鎳協(xié)同催化炔烴與胺和CO的自由基酰胺化反應(yīng)。作者利用可見(jiàn)光催化氧化還原特性促進(jìn)芳胺和CO與金屬鎳物種的單電子氧化加成，實(shí)現(xiàn)溫和條件下的高選擇性支端氫酰胺化反應(yīng)。同時(shí)。作者巧妙地利用烷基硼酯做Lewis酸添加劑，提升高活性胺基自由基中間體的穩(wěn)定性的同時(shí)也能減弱胺的堿性，從而提高反應(yīng)效率和底物普適性。更為有意思的是，添加二級(jí)或三級(jí)烷基硼酸酯時(shí)，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)氫酰胺化和烷基化串聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)炔烴、胺、CO和烷基硼酯的四組分碳酰胺化反應(yīng)，一鍋法構(gòu)建復(fù)雜酰胺化合物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)酰胺和不飽和酰胺的發(fā)散性構(gòu)建。
首先作者以末端炔烴和苯胺為模板底物，在一個(gè)大氣壓CO條件下對(duì)光催化劑、鎳催化劑、配體、堿以及Lewis 酸添加劑進(jìn)行了篩選優(yōu)化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在簡(jiǎn)單的Ir[dF(CF3)(ppy)2](bpy)PF6 (Ir-I), NiCl2?DME, 和di-CF3-bpy催化下，即可以很好的產(chǎn)率，優(yōu)秀的支端選擇性得到α,β-不飽和酰胺化合物。在確定了最優(yōu)化的反應(yīng)條件之后，作者對(duì)反應(yīng)的普適性進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，該反應(yīng)體系對(duì)芳基取代、烷基取代的末端炔烴以及（雜）芳基胺都有著很好的適用性。溫和的反應(yīng)條件能兼容各類(lèi)常見(jiàn)的官能團(tuán)以及復(fù)雜活性分子衍生的底物。 隨后，作者又對(duì)協(xié)同催化的氫酰胺化/烷基化串聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行了底物適用性考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，跟氫酰胺化反應(yīng)相似，一系列帶有各類(lèi)官能團(tuán)的末端炔烴和芳基胺都能很好的適用。同時(shí)，在該體系中，一系列環(huán)狀的、鏈狀的二級(jí)、三級(jí)烷基硼酸酯也能很好的參與反應(yīng)，以中等至優(yōu)秀的產(chǎn)率得到碳酰胺化產(chǎn)物。硅基硼酸酯也可以兼容，構(gòu)建β-硅基酰胺化合物。 最后作者又進(jìn)行了一系列的機(jī)理實(shí)驗(yàn)。通過(guò)Stern-Volmer熒光淬滅、自由基抑制和探針實(shí)驗(yàn)、氘代實(shí)驗(yàn)、以及量子產(chǎn)率的測(cè)定等，作者提出氫酰胺化反應(yīng)可能經(jīng)過(guò)單電子氧化、胺基甲酰鎳與炔烴遷移插入、脫金屬質(zhì)子化的過(guò)程。四組分碳酰胺化反應(yīng)是α,β-不飽和酰胺中間體在光催化劑作用下進(jìn)一步發(fā)生了Giese反應(yīng)。 小結(jié)：東華大學(xué)儲(chǔ)玲玲課題組首次實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光鎳協(xié)同催化炔烴與胺、CO（1個(gè)大氣壓）的自由基酰胺化反應(yīng)，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)了炔烴氫酰胺化反應(yīng)以及碳?；磻?yīng)，為從炔烴到α,β-不飽和酰胺和取代酰胺的發(fā)散性合成提供了新方法。 論文信息： Divergent Aminocarbonylations of Alkynes Enabled by Photoredox/Nickel Dual Catalysis** Xian Zhao, Xiaoliang Feng, Fan Chen, Shengqing Zhu, Feng-Ling Qing, Lingling Chu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202111061
