镍催化与阴离子配体的创新应用

在现代医药化学中，三维分子结构的构建是一个至关重要的目标，其中多组分交叉偶联反应以其能够高效构建复杂分子的能力，受到广泛关注。通常，过渡金属催化的交叉偶联反应依赖于共轭烯烃或带有特定辅助官能团的非活化烯烃，例如8-氨基喹啉。然而，这种方法要求使用强配位基团来引导反应，使得化学合成过程复杂，步骤增多，并降低了反应的灵活性。

然而，天然官能团如醇、醚等通常表现出较弱的配位能力，（图1a）无法直接在过渡金属催化反应中作为引导基团使用，这极大限制了这些天然基团的应用潜力。尽管如此，能够在不进行预处理的情况下直接使用这些原生官能团进行反应是合成化学中一个尚未深入探索的领域。针对这一问题，研究人员设计了使用阴离子双齿配体的新方法，以增强这些天然官能团的配位能力，进而实现更为高效的交叉偶联反应。

图片来源：Nature catalysis

本研究开发了一种能够利用天然官能团（如醇、胺、酯等）作为引导基团的镍催化1,2-双碳基化反应，（图1c）并在非活化烯烃的多组分反应中展示其应用潜力。研究团队选择了使用阴离子双齿配体，（图1b）如乙酰丙酮(acac)来克服天然官能团配位能力弱的问题，从而实现了高化学选择性和区域选择性的交叉偶联反应。

实验过程中，通过使用商业化的α-烯烃、苯硼酸和碘代烷为模型底物，研究人员发现镍乙酰丙酮(Ni(acac)₂)在该反应中表现出最佳的催化活性。进一步的实验表明，该方法能够广泛适用于多种非活化烯烃，并且可以通过简单的反应条件获得高收率的目标产物。此外，研究还探讨了不同配体、溶剂、碱及其他反应条件对反应效果的影响，以优化反应体系。