各位化学领域的小伙伴大家好，今天给大家分享的是发表在ACS Catalysis上的一篇关于可见光促进碳氢化合物与吡啶酮的不对称加成反应的最新研究成果。该工作是由冯小明课题组发表的最新研究成果。DOI:10.1021/acscatal.2c00789。
手性醇类化合物是药物和天然产物的重要合成片段，因而醛和酮的不对称烷基化反应对于手性醇类化合物的合成具有非常重要的意义。过去，酮和烃的烷基化反应已经有了许多的研究。尽管光诱导酮和烃类化合物的不对称加氢烷基化是可行的，但是仍然具有很多的挑战。光促进酮的加氢烷基化通常会有诸多副反应的发生，如Norrish类型的反应、频哪醇偶联、还原反应等。此外，手性催化剂和酮之间的相互作用会对过渡态的能量产生巨大的影响，这无疑增大了反应的复杂性和困难性。
从Scheme 1中不难看出，酮在光激发的作用下容易发生Π键的均裂产生双自由基，这种不稳定的中间体极容易发生自由基的偶联生成其他的副产物。如何利用可见光和金属催化剂进行匹配，则是一大挑战。
Scheme 1 光催化下酮的反应历程
今天，冯小明课题组开发了一种新型的催化反应模式，利用Ir/Br-/Lewis acid三者共催化的方式来实现酮和碳氢化合物的不对称烷基化反应（Scheme 2）。
Scheme 2 本文介绍的工作
首先，作者尝试对反应条件进行优化，在440 nm可见光照射的条件下，以Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6为光敏剂、选用一种稀土金属盐Er(OTf)3和相应的配体，起初能以88%的收率得到目标化合物2，但是ee值只有10%。在进一步考察了配体的性质和添加的溴盐以及其他影响因素，最终ee值提升到了92%，且收率依旧维持在86%（Scheme 3）。
Scheme 3 条件优化
在最优条件下，作者对反应的底物普适性作了进一步的考察。吡啶酮一侧的结果表明，邻位含有取代基或者吡啶环上含有强拉电子取代基时，产率会出现较大幅度的下降。同样地，若是烃上含有拉电子取代基时，也会对反应收率产生一定的影响。但是，令人意外的是，链烷烃和环烷烃在该体系中都能够得到很好的兼容（Scheme 4）。
Scheme 4 底物拓展
为了探究反应可能的机理，作者还进行了一系列的控制实验，人文该反应中涉及了自由基反应的历程。首先起Lewis acid作用的Er催化剂与氮原子、氧原子配位，得到配合物B，溴离子在光催化作用下发生单电子转移产生溴自由基，并与烷烃发生氢交换产生烷基自由基，烷基自由基与配合物B加成生成自由基中间体C，接着发生单电子还原，进而氢化，得到目标化合物（Scheme 5）。
Scheme 5 可能的反应机理
综上，本文介绍了一种可见光促进碳氢化合物与吡啶酮的不对称加成反应的最新研究。利用稀土Lewis酸参与的可见光催化，突破了此类反应诸多副反应的限制，给不对称手性醇的合成提供了一种新思路。
以上就是今天我给大家分享的一篇有机合成领域的文章，感兴趣的小伙伴可以关注起来，和我一起每天读一读最新文献，提升自己的专业素养。
