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這第一篇文章就是copper hydride的化學(xué)，題為“Copper-catalyzed asymmetric addition of olefin-derived nucleophiles to ketones” ，作者通過銅催化劑和烯炔等底物中烯烴部分形成的親核試劑，對酮羰基不對稱加成實(shí)現(xiàn)了鄰位帶有手性中心的叔醇結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，后者則是天然產(chǎn)物和藥物化學(xué)中非常重要的骨架。文章DOI: 10.1126/science.aaf7720。本文一作是本科畢業(yè)于北大化學(xué)院的Yang Yang，通訊作者是MIT的Buchwald和匹茲堡大學(xué)化學(xué)系的Peng Liu。

傳統(tǒng)構(gòu)建叔醇的方法往往存在需要使用當(dāng)量金屬試劑，且需要先預(yù)制以及官能團(tuán)容忍性的問題。本文則是直接使用帶有負(fù)氫的手性銅催化劑首先對烯烴插入形成帶有一個(gè)手性中心的銅復(fù)合物III（圖1C），接著對酮羰基親核加成，叔丁醇提供質(zhì)子進(jìn)行淬滅便得到鄰位帶有手性中心的叔醇VII，銅復(fù)合物VIII則和硅氫反應(yīng)重新生成帶有負(fù)氫的手性銅催化劑進(jìn)入新的催化循環(huán)。作者還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)烯炔底物3和酮化合物在銅催化劑作用下反應(yīng)時(shí)，選用Ph-BPE（L2） 作配體時(shí)，能以97%的收率得到鄰位帶有手性中心的叔醇，且具有非常優(yōu)秀的立體選擇性(>20:1 dr, 99.5% ee)。

篩選出了最佳反應(yīng)條件：在催化量Cu(OAc) 2 (0.5 mol%)和(S,S)-Ph-BPE (6 mol %)作用下，烯炔底物和酮室溫反應(yīng)12小時(shí)，三十幾個(gè)底物都取得了良好的產(chǎn)率和非常優(yōu)秀的ee值，以>10:1的 dr值得到帶有鄰位手性中心的叔醇產(chǎn)物（圖 2），羧酸、羥基、酰胺、胺基、鹵素等都可以兼容。

隨后作者還發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)13克規(guī)模的大量制備，并且產(chǎn)物可以進(jìn)一步衍生化，實(shí)現(xiàn)多樣性。在一些較為復(fù)雜的體系中也可發(fā)生反應(yīng)，用來構(gòu)建鄰位帶有手性中心的叔醇。除了之前提到的烯炔底物，二烯、苯乙烯等也可以和酮發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，烯炔不僅能和酮羰基反應(yīng)，也能和硫羰基在同樣條件下反應(yīng)。通過DFT計(jì)算的方法，作者還從能量角度解釋了銅催化的烯炔底物對酮羰基加成反應(yīng)中對映選擇性和非對映選擇性產(chǎn)生的原因。

另一篇文章則是Buchwald聯(lián)合另一大?！樟炙诡D大學(xué)化學(xué)系的David W. C. MacMillan發(fā)表在Science上題為“Aryl amination using ligand-free Ni(II) salts and photoredox catalysis”的文章，利用光氧化還原催化的芳基胺化反應(yīng)，文章DOI: 10.1126/science.aag0209。

不同于鈀催化的碳氮鍵偶聯(lián)反應(yīng)，對于鎳催化的碳氮鍵形成反應(yīng)，含氮的二價(jià)鎳絡(luò)合物中間體到零價(jià)鎳的還原消除在熱力學(xué)上是不利的，室溫下幾乎不能發(fā)生反應(yīng)。但如果把二價(jià)鎳氧化到三價(jià)鎳，三價(jià)鎳到一價(jià)鎳的還原消除則是很容易發(fā)生的。如圖3所示的催化循環(huán)，零價(jià)鎳氧化加成再和含氮化合物配體交換后，形成含氮的二價(jià)鎳絡(luò)合物中間體6，在光氧化還原催化下，通過單電子轉(zhuǎn)移過程，失去一個(gè)電子，被激發(fā)態(tài)的三價(jià)銥氧化為三價(jià)鎳，得到中間體7，7順利發(fā)生還原消除得到芳胺產(chǎn)物10，同時(shí)生成一價(jià)鎳化合物9，9再通過單電子氧化過程把二價(jià)銥氧化成三價(jià)，鎳還原為零價(jià)，進(jìn)入新的催化循環(huán)。

篩選出最佳反應(yīng)條件：催化量5 mol%的零價(jià)鎳催化劑、0.02 mol%銥催化劑、DABCO作堿、DMA作溶劑，藍(lán)光照射下發(fā)生反應(yīng)。胺底物擴(kuò)展發(fā)現(xiàn)：許多一級胺和二級胺都能以中等到良好的收率得到偶聯(lián)產(chǎn)物。芳香溴代物擴(kuò)展發(fā)現(xiàn)：氰基、鹵素、磺酰胺、三氟甲基、烷氧基、酯基等基團(tuán)都可以兼容，并能取得良好的結(jié)果。最后，作者還將這一碳氮鍵形成方法用于較為復(fù)雜體系的偶聯(lián)中，大部分都取得了良好的產(chǎn)率。

總結(jié)：Buchwald分別和Peng Liu以及MacMillan聯(lián)手，通過copper hydride的化學(xué)，實(shí)現(xiàn)了鄰位帶有手性中心叔醇的構(gòu)建，通過光氧化還原催化和鎳催化實(shí)現(xiàn)了碳氮鍵生成。這些重要方法學(xué)都是對傳統(tǒng)方法的重要補(bǔ)充，將在有機(jī)合成中和藥物合成中具有重要應(yīng)用