上海有机所JACS：LMCT效应-Ni催化协同调控促进交叉偶联

纳米技术

2025-04-22

配体-金属的电荷转移（LMCT）激发已成为一种用于选择性生成杂原子中心自由基的有效策略。但是，LMCT在调控开壳层自由基反应路径的可能性仍未曾得到充分的研究。

有鉴于此，中国科学院上海有机化学研究所左智伟研究员等报道了一种光催化甲基化交叉偶联反应，该反应利用LMCT与Ni催化之间的协同作用，使得叔丁醇能够作为一种高效且环境友好的甲基化试剂得以应用。缺电子的配体2,6-二（三氟甲基）苯甲酸酯促进Ce(IV)介导的叔丁醇键断裂，生成甲基自由基，随后该甲基自由基被Ni催化的循环捕获，生成C–CH₃键。

本文要点：

（1）

在温和的反应条件下，这一策略能够实现羰基相邻的sp³杂化碳原子以及sp²杂化中心的高效甲基化，表现了广泛的官能团容忍，并且能够兼容生物活性分子的后期官能团化。此外，使用市售的叔丁醇–d₁₀可以非常方便的实现氘代甲基偶联反应。

（2）

这种方法避免了对传统叔丁氧基自由基前体（如过氧化物）的需求，同时通过策略性地调控自由基反应路径，因此有助于β-键的断裂，并且抑制溶液中生成不需要的叔丁氧基自由基。

机理研究表明，苯甲酸酯配体起到实现LMCT激发和促进甲基自由基生成方面的关键作用，支持Ce–OR化学键和β-C–C化学键协同均裂机制，而烷氧基自由基介导β-断裂区域选择性的调控进一步验证这一点。

参考文献

Lingfei Duan, Yunzhi Lin, Qing An, and Zhiwei Zuo*, Synergistic LMCT and Ni Catalysis for Methylative Cross-Coupling Using tert-Butanol: Modulating Radical Pathways via Selective Bond Homolysis, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.5c03711

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c03711