最近，关于催化的C-C键活化以高效构建环骨架的研究受到了广泛关注。C-C键活化通常通过两个基本步骤完成，即C-C氧化加成和β-碳消除。尽管已经取得一定进展，但大多数的反应体系仍然依赖贵金属催化剂。而廉价的Ni(0)催化剂可以活化C-C键，但不对称的催化体系仍发展缓慢，目前仅Murakami和董广彬课题组报道了两个例子，即烯烃或丙二烯不对称地分子内插入环丁酮的反应（Scheme 1a）。近日，陕西师范大学李兴伟教授和河南师范大学白大昌副教授合作报道了温和条件下，Ni(0)催化环丙烯酮与烯酮/亚胺的对映选择性[3+2]环化反应，其中C=O或C=N官能团化学选择性地形成了γ-烯基丁烯内酯或内酰胺（Scheme 1b）。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上（DOI: 10.1002/anie.201913130）。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
研究初期，作者以二苯基环丙烯酮1a和烯酮2a作为模型底物对反应条件进行筛选（Table 1）。在EtOH中，以Ni(cod)2/Pybox L1作为共催化剂，底物能以37%的收率和75%的ee值得到目标的[3+2]环加成产物(R)-3aa。随后作者进一步考察了溶剂、配体、温度等条件，最终确定反应的最优条件为：以Ni(cod)2为催化剂，L5为配体，1a和2a在甲苯中于室温下反应1 h，能以97%的收率和93%的ee值得到产物(R)-3aa。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
确定了最佳条件后，作者接下来考察了底物的适用范围（Scheme 2）。苯环邻、间、对位连有给电子和吸电子基团的β-CF3烯酮都是合适的底物，并以良好的收率和优异的ee值得到产物3ab-3am。杂芳基或烷基取代的烯酮也能顺利得到相应的产物3an-3au，收率为51-99%，ee值为90-97%。β-CF3基团也可以扩展至-C2F5（3av-3az，88-96% ee）。此外，在间位和对位均带有给电子和吸电子基团的对称二芳基环丙烯酮均能以优异的对映选择性得到相应的产物3ba-3ha，收率为41-96%。二烷基环丙烯酮也是兼容的。不对称的环丙烯酮也能以优异的对映选择性得到相应的产物，尽管区域选择性适中。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
为进一步扩展该反应的适用范围，作者考察了反应性较低的查尔酮的普适性（Scheme 3）。通过将配体L5换成L4，底物能以56%的收率，91%的ee值得到产物(S)-4a。向查尔酮β-苯环引入取代基是可行的，其能以良好的收率和优异的ee值得到环化产物4a-4f。邻位苯基和2-噻吩基（4g，4h）也是兼容的。用烯酯、烯酮或者二烯基代替苯乙烯基时，反应也能顺利得到相应的产物4k-4m。亚胺底物同样适用于该反应体系，并以优异的对映选择性得到内酰胺产物5a和5j。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
根据上述结果和以往的报道，作者提出了一个可行的催化循环（Scheme 6）。二苯基环戊酮和Ni(0)经氧化加成到得到中间体A，其经中间体B进行对映选择性Ni-C（酰基）迁移插入C=O键中（Path a）。所得的Ni(II)-烯丙基中间体C经还原消除得到最终产物3aa并使催化剂再生。或者，甚至更有可能，B可能会经过Ni-酰基协同的4,1-插入烯酮以生成八元的镍杂环D，其是C的直接前体（Path b）。在上述途径中，烯烃结构的参与可以稳定烯丙基。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
总之，作者利用C-C键活化已经实现了Ni(0)催化的烯酮/亚胺与环丙烯酮的对映选择性[3+2]环加成反应。此原子经济的反应具有优异的化学选择性和对映选择性（88-99%ee），且C=O或C=N键参与到环加成反应，并分别得到了连有季碳的γ-烯基丁烯内酯或γ-内酰胺。
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