【有机】中国科大龚流柱课题组：手性2-吲哚啉羧酸催化的4-(溴甲基)环丁酮的不对称Catellani环化反应

Catellani反应是钯/降冰片烯（NBE）协同催化的连续邻位和本位的功能化反应，是多取代芳烃和多环化合物的高效合成方法。目前发展不对称Catellani反应主要基于两种立体控制模式：（1）使用手性降冰片烯作为催化剂，董广彬（Org. Chem. Front.2018, 5, 3108–3112）、余金权（Nature2018, 558, 581–585）和周强辉（Nat. Catal.2020, 3, 727–733）等先后发展了不对称Catellani反应；（2）利用手性配体控制终端的不对称偶联，顾振华等最早尝试了该类反应（ACS Catal.2018, 8, 5630–5635）。周强辉等曾通过引入不对称烯胺催化，发展了碘代芳烃和4-苯酰氧胺基环己酮之间的不对称Catellani反应，但对映选择性不高（Chem. Commun.2019, 55, 8816–8819）。

近日，中国科大龚流柱课题组报道了一例Pd/NBE/烯胺协同催化的不对称Catellani环化反应，高效构建了一系列手性全碳桥环骨架化合物。碘代芳烃首先通过Catellani邻位C-H键活化，形成重要的二价钯中间体ANP，然后与4-(溴甲基)环丁酮的C(sp3)-Br键发生氧化加成形成PdIV络合物I，再通过还原消除生成PdII中间体II。随后，中间体III的酮羰基和手性胺催化剂原位生成的烯胺中间体发生α-芳基化反应（贾义霞等，J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 5198–5201），得到目标产物。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

作者通过一系列的筛选，确定了(S)-2-吲哚啉羧酸为最优的手性胺催化剂。然后在5-氰基降冰片烯（N2） 或2-甲酰胺降冰片烯（N3） 存在下，作者分别对碘代芳烃、4-碘代喹啉酮和烯基三氟甲磺酸酯等底物进行了考察。结果表明，反应都能顺利地进行，以较高的收率（42-75%）和优良的立体选择性得到相应的产物。最后，作者通过对照实验和理论计算，发现烯胺不但控制反应的立体选择性，而且能加速整个串联反应。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

综上所述，龚流柱课题组发展了钯/NBE/手性2-吲哚啉羧酸协同催化的碘代芳烃、4-碘代喹啉酮和烯基三氟甲磺酸酯等底物与4-(溴甲基)环己酮的不对称Catellani环化反应，高对映选择性地构建全碳桥环骨架类化合物。手性2-吲哚啉羧酸与PdII中心的配位实现了高立体选择性，这一策略丰富了不对称Catellani反应的立体控制模式。

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