1,3-二烯因其丰富的来源和易得性，成为有机合成中的重要基础原料。近年来，基于1,3-二烯的双官能团化反应备受关注，其中碳硅化反应因其在烯丙基硅化合物合成中的应用潜力而尤为重要。然而，现有方法在区域选择性控制上主要依赖于底物的电子效应或立体效应，而通过催化剂调控实现区域选择性仍面临挑战。迄今为止，尚未报道能够通过催化剂控制实现1,3-二烯区域发散性碳硅化的方法。

近日，南开大学肖力军课题组发展了一种配体调控的、区域发散性镍催化醛和硅硼试剂对1,3-二烯的碳硅化反应。使用PEt3为配体时能够得到4,3-碳硅化产物，而使用CyJohnPhos为配体时能够得到4,1-碳硅化产物（图1）。该反应具有广泛的底物适用范围和优异的官能团耐受性，展现出高区域选择性和非对映选择性。值得注意的是，当使用1,3-戊二烯作为原料时，产物中含有连续甲基和羟基结构，这类结构对于聚酮类天然产物和药物的合成具有重要的应用潜力。

在最优化条件下，作者对醛底物和脂肪1,3-二烯底物的适用范围进行了系统考察。实验结果表明，反应不仅对（杂）芳香醛、脂肪醛和不饱和醛表现出良好的适用性，还对烷基取代的1,3-二烯具有良好的兼容性，能够以高区域选择性和非对映选择性生成碳硅化产物（图2，图3）。此外，作者成功将反应放大至克级规模，并对产物烯丙基硅进行了多种转化反应，充分展示了该方法的合成实用性。

为了揭示反应的机理，作者进行了一系列控制实验和理论计算。实验结果表明，镍(0)催化剂能够与醛和1,3-二烯形成环镍中间体，而在π-烯丙基镍中间体的硅化步骤中，配体的选择显著影响区域选择性。进一步的密度泛函理论（DFT）计算表明：以PEt3为配体时，生成4,1-加成产物（过渡态TS4'）的能垒（3.0 kcal/mol）高于生成4,3-加成产物（过渡态TS4）；而以CyJohnPhos为配体时，生成4,3-加成产物（过渡态TS7'）的能垒（5.4 kcal/mol）高于生成4,1-加成产物（过渡态TS7）。这些计算结果与实验观察一致，进一步验证了配体调控区域选择性的合理性。

该研究中，肖力军课题组发展了一种配体调控的、区域发散性的镍催化1,3-二烯碳硅化反应。通过PEt₃和CyJohnPhos两种不同配体的调控，分别实现了1,3-二烯的4,3-和4,1-碳硅化产物的高效合成。该方法具有优异的区域选择性、非对映选择性、广泛的底物适用性和良好的官能团耐受性，为官能化烯丙基硅化合物的合成提供了一种实用且高效的新途径。

Ligand-Controlled Regiodivergent Carbosilylation of 1,3-Dienes via Nickel-Catalyzed Three-Component Coupling Reactions

Shan Jiang, Tianze Zhang, Xiao-Yuan Luo, Shoucheng Dong, Jin-Tao Ma, Li-Jun Xiao

本文第一作者是南开大学博士研究生江山。该研究得到了国家自然科学基金委、国家重点研发计划、南开大学的基金支持。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202504494