与传统过渡金属相比，金催化为碳-碳多重键的1,2 - 双官能团化引入了一种新的模式。最近，北京理工大学夏中华团队报道了在乙醇/水混合体系，金催化炔烃与芳基碘化物的分子间1,2-双官能化反应（图 1）。(P,N)-金(I)催化多种炔烃与芳基碘化物发生1,2-双官能化，可以一锅法高效且区域选择性合成一系列α-芳基酮。机理和计算表明该反应经历了金(I)/金(III)与芳基碘化物的氧化加成和炔烃π-活化结合的路径。

图1. 金催化炔烃的1,2-双官能化

金催化剂被广泛用于不饱和碳-碳多重键，尤其是炔烃的π-活化。对金活化的炔烃进行亲核进攻是通过π-活化络合物进行的，反式乙烯基金中间体可以与亲电试剂（通常是质子）反应，生成最终的氢化官能化产物（图2A）。然而，Au(I)/Au(III)较高的氧化电位（Au^III/Au^I1.41 V vs. SCE vs. Pd^II/Pd⁰ 0.99 V vs.SCE）在很大程度上，阻碍了金作为氧化还原化学中催化剂的发展。后续通过外加氧化剂、光催化、电催化以及配体设计等方法，实现了金催化的交叉偶联反应（图2B）。而最近配体促进的Au(I)/Au(III)催化已成为一种有前景的方法，将金催化氧化还原反应的应用范围扩展到了芳基卤化物。

为了进一步挖掘金催化的潜力，最近Patil，Bourissou与Shi报道了配体调控的金催化烯烃 1,2 -双官能团化反应，该反应将芳基卤化物的氧化加成与烯烃的π-活化相结合（图2C-i）。这种配体调控的金催化芳基卤化物与烯烃的 1,2 -双官能团化反应策略，甚至已拓展至对映选择性金(I)/金(III)氧化还原催化领域。由于存在竞争性的氢化官能团化反应、直接交叉偶联反应、区域选择性差以及催化剂失活等问题，导致炔烃的 1,2 - 双官能化反应比烯烃面临更大的挑战。为了解决这个问题，Patil课题组在2023年报道了配体调控的金催化芳基碘化物与炔烃的分子内 1,2 -双官能团化反应。在分子内反应中使用带有悬挂芳基的炔烃，对于成功实现这种金催化的炔烃1,2 -双官能团化反应至关重要（图2C-ii））。因此，到目前为止，一种通用的、在温和条件下金催化的芳基卤化物与炔烃的分子间 1,2 - 双官能团化反应策略仍未实现。

近日，北京理工大学夏中华课题组报道了首例金催化的炔烃与芳基碘化物和亲核试剂（如醇和水）的分子间1,2 - 双官能团化反应，克服了诸如容易发生氢化官能团化、直接交叉偶联、区域选择性差以及催化剂失活等难题（图2C-iii）。相关研究成果发表在国际知名期刊ACS Catalysis上。

图2. 金（I）/金（III）催化炔烃1,2-双官能化

作者对不同金催化剂、温度、银盐等条件筛选之后，确定了反应条件：在80 ℃条件下，炔烃（0.2 mmol），碘代芳烃(2.0 equiv），乙醇(5.0 equiv)，MeDalPhosAuCl (5 mol%),  AgSbF₆(1.5 equiv.)，NaOH (1.0 equiv)，DCE (0.1 M)，H₂O (20 μL)（图3）。

图3. 反应条件筛选

在最优化的条件下作者考察了反应的底物范围，包括芳基碘化物（图4）和炔烃（图5）。

图4. 芳基碘化物范围

图5. 炔烃范围

为了考察反应机理，作者进行了一系列机理研究（图6）。首先，控制实验确定了金催化炔烃分子间1,2 - 双官能化反应中醇和水都可以作为亲核试剂（图6A - i）。对照实验（图6A - ii和6A - iii）表明，氢化官能化和直接交叉偶联都很容易发生，这也表明在实现金催化的炔烃与芳基碘化物和亲核试剂的分子间1,2 - 双官能化反应中存在巨大挑战。化学计量实验，NMR、HR - MS分析，以及DFT实验支持了金催化炔烃1,2 - 双官能化反应经历了金(I)/金(III)与芳基碘化物的氧化加成和炔烃π-活化结合的途径。

图6. 机理研究

在一系列机理实验和DFT计算的基础之上，作者提出了可能的反应机理（图7）。

图7. 可能的机理

总结

夏中华课题组发展了一种新的金催化炔烃与芳基碘化物的三组分 1,2-双官能化反应，为合成α-芳基酮提供了一种新的、高效且直接的方法，同时避免了使用强外部氧化剂和芳基重氮盐的光催化活化。

本文第一作者为北京理工大学博士生张莉珠和李钢，感谢中国科学院广州生物医药与健康研究院罗爽研究员计算化学方面的工作与支持。本文通讯作者为北京理工大学夏中华研究员和中国科学院广州生物医药与健康研究院罗爽研究员。

论文信息：

Lizhu Zhang,† Gang Li,† Jiawen Wu, Rongjie Yang, Shuang Luo* and Zhonghua Xia* Gold-Catalyzed Intermolecular 1,2-Difunctionalization of Alkynes with Aryl Iodides  ACS Catalysis, 2025, 15, 16731–16739.