【有机】JACS：NiH催化的硫醚导向的非活化烯烃的远程γ-C(sp3)-H键酰胺化反应
区域选择性地催化C(sp3)-H键酰胺化已被广泛用于胺的制备。因为苄基或三级C-H键相对较弱的键解离能和独特的空间环境，它们可以容易地进行金属氮宾介导的分子间酰胺化（Scheme 1a）。然而非活化亚甲基C-H键的区域选择性官能化仍未实现。尽管Warren和Chang课题组精心设计的催化剂对非活化的亚甲基C-H键的酰胺化表现出良好的区域选择性，但它们仍难以高效地区分化学环境相似的亚甲基位点（Scheme 1a）。
（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
在催化剂[Ni(ClO4)2]·6H2O和配体L4的作用下，5-(苄基硫)-1-戊烯（1）、3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮（2）和频哪醇硼烷在室温下反应3小时，即可以95%的收率得到了γ-选择性的加氢酰胺化产物3以及4%的反马氏产物5（rr值为24:1）（Table 1, entry 1）。配体上2,9-取代基对产物的化学选择性至关重要（entries 2-9）。
（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
得到最佳反应条件后，作者首先研究了二噁唑酮的适用范围（Table 2）。芳基取代的二噁唑酮可以有效地与5-(苄硫基)-1-戊烯（1）偶联，以良好的收率得到相应的酰胺（6-12）。相比于吸电子基团，连有给电子的二噁唑酮收率更高（>80%）。伯、仲和叔烷基二噁唑酮均能以适中至良好的收率获得偶联产物（13-30）。此外，该策略还可以用于药物分子31-36的后期官能化。紧接着，作者考察了烯烃的普适性（Table 2）。含官能化（杂）芳环的烯烃以较好的收率生成相应的酰胺（37-46）。二硫烷取代的烯烃也可以顺利进行加氢酰胺化得到酰胺47。在硫原子和C=C双键末端之间增加亚甲基也是可行的，只是产物50-53的选择性降低，这可能是因为较长的迁移距离导致NiH金属化的螯合效应减弱。
（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
前面作者发现L2作为该反应的配体能够改变区域选择性得到马氏加成产物4（Table 1，entry 4）。接着作者对马氏加成条件优化并进行底物拓展（Table 3）。芳环上带有取代基的烯烃的加氢酰胺化以中等产率产生酰胺（54-58），rr值约为10:1。脂肪族硫化物59和二硫化物60也是有效的底物。此外，一系列带有芳基或烷基的二噁唑酮都可以优异的选择性得到酰胺（61-68）。
（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
基于以上实验结果和相关文献报道，作者提出了一个可能的反应机理（Scheme 4）。该反应可能由 Ni(ClO4)2·6H2O、L4和HBpin生成[NiH]（A）引发。催化剂A与烯烃1经加氢金属化得到六元金属环B。配合物B经自发可逆的β-氢化物消除/迁移插入过程形成更稳定的五元金属环C。二噁唑酮2与C配位形成Ni配合物D，其释放出CO2分子后进一步转化为亲电的金属氮卡宾E。随后E经氮烯插入获得镍-酰胺配合物F。中间体F很容易发生质子化得到酰胺3和G以进行重新进入催化循环。
（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
总结：作者发展了NiH催化的硫醚导向的非活化烯烃的远程γ-C-H键酰胺化反应。该反应倾向形成五元镍环中间体，其能够有效地终止特定γ-亚甲基位点的链式异构化。该环金属化控制策略为含多个亚甲基C-H位点的官能化反应提供了优异的区域选择性。
论文信息：
Thioether-DirectedNiH-Catalyzed Remote γ‑C(sp3)−HHydroamidation of Alkenes by 1,4,2-Dioxazol-5-ones
Bingnan Du, †Yuxin Ouyang, †Qishu Chen, and Wing-Yiu Yu*