洛桑联邦理工胡喜乐课题组：配体控制镍催化区域和对映选择性氢烷基化合成环砜

期刊名称：angew

DOI: 10.1002/anie。

含硫化合物，尤其是具有 S(VI) 中心的化合物，已在医学、农业化学和材料科学中得到应用。从结构上看，砜被认为是酮和羧酸的生物电子等排体，具有独特的物理性质，同时通过非共价氢键相互作用提供对靶蛋白的结合亲和力。对映选择性环状砜及其衍生物已表现出重要的生物活性 ()。尽管环状砜衍生物非常重要，但目前其有效合成方法有限。

目前，不对称加氢、环化、重排、氢官能化等方法均有报道（1b）。作者报道了一种镍催化的方法用于环戊烷砜的区域选择性和对映选择性加氢烷基化，通过控制配体，在同一催化体系中实现了高区域选择性和对映选择性的C2或C3烷基化，并合成了大量的手性砜。

作者首先对反应条件进行筛选，发现1a的反应性优于其异构体1b，同时在碱作用下1b可异构化得到1a；作者发现在吡啶单噁唑啉配体的条件下可以高效地得到C3选择性产物，在L3配体的条件下得到了目标产物，分离收率为73%，ee值为90%。

作者随后对C2位条件进行筛选，发现双噁唑啉配体可以有效得到C2区域选择性产物，在L12配体作用下，以78%的产率和96%ee值得到了C2位目标产物。

作者随后拓展了C3选择性底物，首先尝试了各种碘化物，包括各种卤素原子，以及-Bpin、-CN、OTf、OH等功能基团，之后尝试了酰胺与呋喃噻吩等杂环化合物的反应，均获得了产率高、对映选择性好的产物。

作者随后扩展了C2位的底物。与C3位类似，许多含有功能团的碘化物都与该反应兼容。

随后作者进行了机理实验，首先进行自由基钟实验，得到了闭环产物8。另外作者在SI中添加了自由基清除剂TEMPO，并检测到了加成产物，说明自由基参与了反应过程。作者在两种条件下进行了氘代实验，结论表明镍氢物种加入到烯烃中后，没有发生β-H消除反应。

作者还测量了反应时间曲线，观察到诱导期为25分钟。作者将除烷基卤化物以外的组分预混合20分钟后再加入烷基卤化物，反应无诱导期。当使用Ni(cod)2时，反应诱导期为90分钟，产率较低（SI）。

此外，作者制备了一系列不同价态的镍物种，并通过光谱对比确定反应混合物中的镍属于顺磁性Ni(II)物种，通过进一步的紫外-可见光谱分析，作者确定该体系可能是由Ni(II)-H物种和Ni(II)-烷基物种的混合物组成。

随后作者使用 10-16 种预先制备的催化剂来研究反应机理。

最后，作者结合DFT计算提出了该反应的机理。