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（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）

前期，在支鏈選擇性加氫芳基化反應(yīng)中通常涉及催化活性金屬氫化物物種的生成，引發(fā)烯烴底物的區(qū)域選擇性加氫金屬化，然后進(jìn)行芳基化反應(yīng)。然而， 將該反應(yīng)的底物范圍擴(kuò)展至偕-二氟烯烴具有挑戰(zhàn)，主要是由于加氫金屬化生成的烷基金屬中間體易進(jìn)行β-F消除（Scheme 2A）。因此，作者設(shè)想了一種大小可編程的NHC-鎳催化物種在空間控制下誘導(dǎo)位點(diǎn)選擇性芳基鎳化反應(yīng)。隨后，通過氫轉(zhuǎn)移將C?Ni鍵轉(zhuǎn)化為C?H鍵，從而獲得所需的二氟甲基化產(chǎn)物。

在最初的鎳催化氫芳基化反應(yīng)的研究中，當(dāng)使用非氟取代的烯烴作為底物，在Ni(cod)₂/L1/NaOtBu條件下進(jìn)行氫芳基化反應(yīng)時(shí)，可以90%的收率得到產(chǎn)物3，r.r. > 98:2（Scheme 2B）。然而，當(dāng)使用偕-二氟烯烴4作為底物時(shí)，未能生成所需的加氫芳基化產(chǎn)物5，而是生成一系列脫氟副產(chǎn)物6-10。

因此，作者以偕-二氟烯烴4、Ph-Br 2與NaOCHPhMe（作為氫化物供體，用于抑制脫氟副反應(yīng)）作為模型底物，進(jìn)行了相關(guān)反應(yīng)條件的篩選（Scheme 2C）。當(dāng)以Ni(cod)₂（20 mol %）作為催化劑，L1（25 mol %）作為配體，NaOtBu（25 mol %）作為堿，在甲苯溶劑中40 ^oC反應(yīng)3 h，可以74%的分離收率得到產(chǎn)物5，r.r. > 98:2。

（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）

緊接著，作者對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的研究（Scheme 3）。首先，自由基鐘實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)不太可能涉及自由基的機(jī)理，從而與通過金屬氫化物氫原子轉(zhuǎn)移促進(jìn)的烯烴加氫芳基化形成了對(duì)比（Scheme 3A）。其次，氘代實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NaOCHPhMe在反應(yīng)過程中起到了氫化物供體的作用（Scheme 3B）。

（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）

基于上述的研究以及相關(guān)DFT計(jì)算研究，作者提出了一種合理的催化循環(huán)過程（Scheme 4A）。首先，在L1和Ni(cod)₂存在下，芳基溴化物經(jīng)氧化加成，生成中間體ii。其次，中間體ii與偕-二氟烯烴A經(jīng)支鏈選擇性π-絡(luò)合/1,2-遷移插入（涉及TS-ii-iii的形成），生成中間體iii。值得注意的是，競(jìng)爭(zhēng)性的線性選擇性遷移插入途徑能量上相對(duì)不利。形變/相互作用（distortion/interaction）分析表明，與TSii-iii_linear相比，較低的勢(shì)壘相關(guān)TSii′-iii_branched是由于兩個(gè)片段之間的相互作用能更強(qiáng)（Scheme 4B）。同時(shí)，中間體iii與NaOCHPhMe的轉(zhuǎn)移可生成Ni-醇鹽配合物iv。隨后，配合物iv可與醇鹽進(jìn)行區(qū)域選擇性的β-H消除，生成中間體v，同時(shí)形成實(shí)驗(yàn)觀察到的苯乙酮副產(chǎn)物。最后，中間體v經(jīng)還原消除后生成所需的氫芳基化產(chǎn)物，并完成催化循環(huán)。

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同時(shí)，作者還通過相關(guān)的計(jì)算來(lái)深入了解氫化物源在促進(jìn)偕-二氟烯烴的1,2-氫芳基化方面的顯著作用（Scheme 5）。研究結(jié)果表明，與Ni-OiPr相比，Ni-OCHPhMe通過TS_iv-v′消除β-H的速度快10倍，形成Ni-氫化物v，同時(shí)形成相應(yīng)的酮，可能是由于苯乙酮中的苯基與配體片段之間有利的π-π堆積相互作用。其次，在Ni-氫化物形成過程中，導(dǎo)致丙酮（R = Me）作為副產(chǎn)物形成的體系的能障可能比導(dǎo)致苯乙酮（R = Ph）形成的體系的能障高得多，主要是由于苯乙酮穩(wěn)定鎳配合物的能力更大。與TS_v-vi（R = Me）相比，從氧的孤對(duì)（LP）軌道到TS_v-vi（R = Ph）中鎳原子上的LP*（反鍵軌道）的供體-受體相互作用能更有利。

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此外，作者對(duì)有機(jī)鹵化物底物范圍進(jìn)行了擴(kuò)展（Table 1）。首先，在鄰、間或?qū)ξ缓懈浑娮踊蛉彪娮踊鶊F(tuán)的各種鹵代芳烴，均可順利進(jìn)行氫芳基化反應(yīng)，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物16-40，收率為59-83%，ee為40-87%。然而，與含吡啶、醛/酮的芳基鹵化物以及空間位阻較大的2,6-二取代芳烴，未能有效的進(jìn)行反應(yīng)。其次，通過氫烯基化反應(yīng)，還可合成含有烯丙基-CF₂H單元的產(chǎn)物41-43，收率為56-80%。

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同時(shí)，作者還對(duì)偕-二氟烯烴底物范圍進(jìn)行了擴(kuò)展（Table 2）。首先，當(dāng)偕-二氟烯烴底物中的R為不同取代的芳烴、-Bn、雜芳基與烷基時(shí)，均可順利進(jìn)行氫芳基化反應(yīng)，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物44-53，收率為56-90%。其次，含有飽和雜環(huán)與萘基取代的偕-二氟烯烴，也與體系兼容，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物54（收率為70%）和55（收率為60%）。此外，苯乙烯基二氟烯烴，也是合適的底物，可以47%的收率得到產(chǎn)物56。

（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）