近日,德国亚琛工业大学Christopher J. Teskey课题组报道了一种级联反应,可选择性偶联两种烯烃原料,在单步骤中形成三个新键。该转化由钴催化剂向富电子苯乙烯双键进行极性匹配的催化氢原子转移引发,产生的碳中心自由基随后发生Giese加成。当使用N-磺酰基丙烯酰胺作为Michael受体时,触发自由基串联反应,通过Smiles-Truce重排生成α,γ-二芳基化酰胺。该方法可在温和条件下快速构建含空间位阻芳基取代基的复杂有机分子。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上(DOI: 10.1002/anie.202525790)
构建碳-碳键始终处于有机化学的核心地位,因为它能利用较小的原料砌块合成复杂分子。通过将多个成键过程合并为一步,级联反应可显著提高反应效率,从而简化药物和天然产物等功能分子的合成。在此背景下,基于自由基的策略日益受到青睐,这得益于引发级联反应的温和单电子转移(SET)方法不断创新。通过扩充可用的自由基库并避免使用有毒试剂,这些高度可预测的反应序列在复杂体系中的应用日趋广泛。开发自由基级联反应的一个颇具吸引力的起点,是经典的Giese型加成反应,即亲核自由基对易得的缺电子烯烃的加成。当使用N-芳基磺酰基丙烯酰胺时,位于羰基α-位的自由基中间体可进攻侧链芳环的本位。经由一个螺环中间体,发生芳基转移并伴随脱磺酰化(Scheme 1a)。化学家们在自由基Smiles–Truce重排的开创性研究中,进一步证明了构建Csp³─Csp²键的简易性。此外,Baran团队在交叉烯烃偶联中利用了金属氢化物中间体的极性匹配效应,即原位形成的铁氢物种选择性地将氢原子转移至富电子烯烃。由此产生的碳中心自由基具有亲核性,因此选择性地对Michael受体进行Giese加成,可在羰基α-位形成一个自由基,其是上述Smiles–Truce重排的常见中间体。随后经单电子还原及质子化完成该反应序列(Scheme 1b)。基于上述研究的启发, Teskey团队设想,将交叉烯烃偶联与Smiles–Truce重排融合为一种全新的自由基级联反应(Scheme 1c)。这将结合两个极性不同的简单烯烃,并在单一反应序列中形成三个新的化学键。该反应由氢原子转移引发,氢原子来源于通过还原性MHAT范式生成的钴(III)氢化物。亲核性碳中心自由基对N-芳基磺酰基丙烯酰胺进行Giese加成。随后,对芳环发生本位进攻,最终生成高度官能团化的芳基化酰胺。

