导读：

近日，日本Osaka大学的Tobisu Mamoru (鳶巣 守)课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文，报道一种全新的镍催化N-芳酰基吲哚分子中C-C键与张力烯基化合物之间的1,2-碳氨基羰基化反应 (1,2-carboaminocarbonylation)反应方法学，进而以100%的原子经济性成功实现一系列张力烯基化合物的双重碳官能团化(dicarbofunctionalization)。

Nickel-Catalyzed Addition of C−C Bonds of Amides to Strained Alkenes : The 1,2-Carboaminocarbonylation Reaction

Y. Ito, S. Nakatani, R. Shiraki, T. Kodama, M. Tobisu,J. Am. Chem. Soc.2022, ASAP. Doi:10.1021/jacs.1c09265.

正文

碳-碳键广泛存在于一系列不同类型的有机分子中。尽管C-C键断裂反应方法学的相关研究已经取得诸多进展^[1]，然而，对于C-C键与烯基或炔基化合物之间的催化加成反应方法学的研究，则极少有相关的文献报道(Scheme 1)^[2]-[5]。这里，M. Tobisu课题组报道一种全新的采用镍催化剂参与的N-芳酰基吲哚分子中C(aryl)-C(=O)键与烯基化合物之间的1,2-碳氨基羰基化反应方法学。

首先，作者采用N-芳酰基吲哚1a与降冰片烯2a作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Scheme 2)。进而确定最佳的反应条件为：采用Ni(cod)₂作为催化剂，IMes作为NHC配体，正辛烷作为反应溶剂，反应温度为120^oC，并以优良的cis-选择性 (cis/trans= 35/1)与良好的反应收率，获得相应的1,2-碳氨基羰基化产物3aa。

在上述的最佳反应条件下，作者首先对各类N-芳酰基吲哚底物应用范围进行考察 (Table 1)。研究发现，苯环中不同位置具有吸电子基团取代的酰胺底物，均能够获得较高收率的1,2-碳氨基羰基化产物3aa-3fa。同时，该小组发现，上述的标准反应条件对于苯环中具有甲硅烷基(3ja)、乙缩醛基团 (3ka)以及杂环芳基 (3la与3ma)基取代的酰胺底物，能够有效地兼容。之后，该小组发现，上述的标准反应体系对于吲哚环中存在的一系列不同类型的官能团，同样能够良好地兼容，并获得相应的目标产物3na–3qa。之后，作者发现，向吲哚环中引入烷氧羰基，能够显著改变上述1,2-碳氨基羰基化反应过程的立体选择性，进而立体专一性地获得相应的trans-异构体 (3na)。

同时，该小组进一步通过相关的DFT计算以及通过立体化学纯产物cis-3ga以及trans-3ga异构化实验的相关研究表明，trans-异构体具有更高的稳定性。同时，cis-异构体为动力学有利的反应产物，之后，通过Lewis碱 (例如IMes)促进的异构化过程，形成更加稳定的trans-异构体。

之后，作者进一步对一系列烯基底物的应用范围进行考察。研究表明，上述的标准反应体系仅能够应用于具有显著张力的烯基化合物，并获得相应的1,2-碳氨基羰基化产物3ab–3ad。同时，该小组进一步发现，这一全新的1,2-碳氨基羰基化策略，同样能够有效地进行相应的克级规模转化，并获得良好反应收率的目标分子 (1.28 g3aa，67%反应收率)。

接下来，作者提出如下合理的反应机理路径 (Scheme 3)。

同时，该小组进一步对相应的1,2-碳氨基羰基化产物进行一系列后续的合成转化研究 (Scheme 4)，进而表明这一全新的1,2-碳氨基羰基化策略具有良好的合成应用价值。

总结

M. Tobisu课题组成功设计出一种全新的镍催化N-芳酰基吲哚分子中C-C键与张力烯基化合物之间的1,2-碳氨基羰基化反应 (1,2-carboaminocarbonylation)方法学，进而顺利实现一系列张力烯基化合物的双重碳官能团化。这一全新的碳氨基羰基化策略无需选择相应的导向基团，同时具有高度的原子经济性、优良的立体选择性以及良好的官能团兼容性等优势。

参考文献

[1] (a) Y. Xia, G. Dong, Nature Rev. Chem. 2020, 4, 600. doi: 10.1038/s41570-020-0218-8.

(b) F. Song, T. Gou, B. Wang, Z. Shi,Chem. Soc. Rev.2018,47, 7078. doi:10.1039/C8CS00253C.

(c) P. Chen, B. A. Billett, T. Tsukamoto, G. Dong,ACS Catal.2017,7, 1340. doi:10.1021/acscatal.6b03210.

(d) D.-S. Kim, W.-J. Park, C.-H. Jun,Chem. Rev.2017,117, 8977. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00554.

(e) M. Murakami, N. Ishida,J. Am. Chem. Soc.2016,138, 13759. doi:10.1021/jacs.6b01656.

[2] Y. Nakao, Chem. Rev. 2021, 121, 327. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c00301.

[3] M. T. Wentzel, V. J. Reddy, T. K. Hyster, C. J. Douglas, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6121. doi: 10.1002/anie.200902215.

[4] R. Zhang, Y. Xia, G. Dong, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 20476. doi: 10.1002/anie.202106007.

[5] E. H. Denton, Y. H. Lee, S. Roediger, P. Boehm, M. Fellert, B. Morandi, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 23435. doi: 10.1002/anie.202108818.

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