近年来非贵金属配位化合物在催化C-H活化受到广泛关注，但是在无导向基作用的C-H键官能团化反应中，位点的选择性是反应中的关键挑战。近日，威斯康星大学麦迪逊分校Shannon S. Stahl等人以及中科院上海有机化学研究所刘国生，香港科技大学林振阳等人在Cu基催化的选择性苄基C-H活化反应取得了新的突破。
1. Cu催化苄基位点的C-H键活化引入叠氮基团
威斯康星大学麦迪逊分校Shannon S. Stahl等报道了一种Cu催化策略，实现了在苄基位点的C-H键活化引入叠氮基团。相关实验和密度泛函理论结果显示，该反应中通过苄基自由基和CuII-N3通过自由基-极性交叉过程进行，和目前已有的C-H键叠氮化反应方法相比，该方法学展现了催化位点的选择性，作者通过生成的苄基叠氮转化为氨、三唑、四唑、吡咯官能团，展示了这种方法学的巨大应用前景和潜力。
要点1. 反应优化。将萘乙烷作为反应物，以2 mol % Cu(OAc)2和4 mol %叔丁基取代的联氧杂环戊亚胺作为催化剂体系，加入2.5倍量NFSI和3.6倍TMS-N3进行反应，在50 ℃ 0.2 M MeNO2溶剂和N2保护中进行反应，实现了93 %的产率。要点2. 分别将得到的苄基叠氮产物在PPh3中转化为胺，和端炔分子合成三唑，和氰分子合成四唑，在PPh3/氧化合成吡咯，展示了本方法学的广泛应用前景。Sung-Eun Suh, Si-Jie Chen, Mukunda Mandal, Ilia A. Guzei, Christopher J. Cramer, and Shannon S. Stahl*. Site-Selective Copper-Catalyzed Azidation of Benzylic C–H Bonds, J. Am. Chem. Soc. 2020https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c053622. Cu催化自由基接力实现苄基位点手性炔基化反应中科院上海有机化学研究所刘国生，香港科技大学林振阳等报道了首例Cu催化自由基接力过程实现的苄基位点手性炔基化反应，该方法学中能够以较高的对映选择性生成大量结构的苄基炔基化产物，该反应中关键的步骤是通过内球过程通过手性(Box)CuII-炔催化剂中间体和苄基自由基进行，该方法对大量官能团有兼容性、对广泛的底物兼容、反应条件温和。反应生成的炔基产物能够进一步反应，转化为联烯、烯烃、羧酸等有利用价值的分子。该方法能够用于合成生物活性AMG837分子。
要点1. 反应优化。将1倍量萘乙烷和4倍量三甲氧基硅/TMS修饰的乙炔作为反应物，以10 mol % CuI和12 mol % 氧杂环戊亚内胺基配体作为催化剂体系，加入3倍量F修饰的NSFI和3倍量Na2CO3，在1,2,4,5-C6H2F4/DMA（4:1）的溶剂中反应，以91 %的产率和93 % ee值进行得到苄基位点炔修饰的产物。Liang Fu, Zhihan Zhang, Pinhong Chen, Zhenyang Lin*, and Guosheng Liu*. Enantioselective Copper-Catalyzed Alkynylation of Benzylic C-H Bonds via Radical Relay, J. Am. Chem. Soc. 2020https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05373
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