期刊：Chem

https:///10.1016/j.chempr.2024.07.003

如今，從簡(jiǎn)單的支架達(dá)到復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)仍然是一項(xiàng)合成挑戰(zhàn)。因此，尋求創(chuàng)新的合成路線以獲得多官能化的化合物至關(guān)重要（方案 1A）

這些化合物存在于藥物、天然產(chǎn)品和其他功能性有機(jī)分子中。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們已經(jīng)在古老的 Catellani 反應(yīng)上取得了重大進(jìn)展。該反應(yīng)發(fā)現(xiàn)于 1997 年，它基于鈀/降冰片烯協(xié)同催化，可以從帶有合適離去基團(tuán)的簡(jiǎn)單芳香衍生物（LG，方案 1B）中實(shí)現(xiàn)化合物的雙官能化。事實(shí)上，通過鈀催化的 C-H 鍵活化事件，在 LG 的鄰位位置一次性選擇性地引入了兩個(gè)不同的鄰位官能團(tuán) (FG)，然后在同位上與芳基碘化物發(fā)生交叉耦合反應(yīng)。

方案 1C 描述了一般的反應(yīng)機(jī)理(ps：這個(gè)機(jī)理差一個(gè)轉(zhuǎn)金屬就湊齊6大基元反應(yīng)，后面有反應(yīng)湊夠了6大基元反應(yīng))，展示了 ArI、鈀催化劑和作為介質(zhì)的 NBE 的關(guān)鍵作用。事實(shí)上，Pd(0) 與 ArI 發(fā)生氧化加成反應(yīng)后，A 物種在降冰片烯遷移插入 C-Pd 鍵后生成中間體 B。相應(yīng)的五元芳基-降冰片基-鈀環(huán)C (ANP)由此生成，并在親電試劑的存在下對(duì)Pd(IV)- D進(jìn)行氧化加成。在還原消除（產(chǎn)物 E）后，β-碳消除并擠出 NBE，形成芳基-Pd(II)中間體 F。最后，在親核試劑存在的情況下，在ipso位置發(fā)生交叉偶聯(lián)反應(yīng)，生成預(yù)期產(chǎn)物并再生Pd(0)催化劑。因此，我們合成了有趣的多官能化化合物，包括具有挑戰(zhàn)性的 1,2,3,4 取代化合物。近年來，這種有效的反應(yīng)使得芳烴底物的一系列原始鄰位雙官能化反應(yīng)成為可能。相比之下，芳基碘化物以及鈀催化劑和降冰片烯作為瞬態(tài)介體長(zhǎng)期以來一直對(duì)這些轉(zhuǎn)化至關(guān)重要。近年來，這種范式受到質(zhì)疑和挑戰(zhàn)，從而催生了創(chuàng)新的催化方法。除了對(duì) Catellani 反應(yīng)的杰出評(píng)論之外， 這一綜述旨在強(qiáng)調(diào)通過催化進(jìn)行多官能化芳烴區(qū)域選擇性合成的最新進(jìn)展：從 Catellani 型反應(yīng)的新興趨勢(shì)到鄰位/原位雙官能化反應(yīng)的新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化（方案 1D） ）

Catellani 反應(yīng)的創(chuàng)新趨勢(shì)

擺脫芳基碘化物（開發(fā)新的Ar-X試劑）

通過對(duì)具有不同 LGs 的芳烴使用這種有效方法，Catellani 反應(yīng)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，從而更普遍地獲得了ipso/ortho雙官能化化合物。

三氟甲磺酸苯酯：

溴苯：

芳基重氮鹽：

氯苯：

羧酸衍生物

芳基硼酸及其衍生物：

苯炔中間體：

芳基硫鎓鹽：

從傳統(tǒng)親電試劑到新型親電試劑和終止試劑(新的E和Nu試劑)

新的終止試劑有機(jī)鍺親核試劑(Scheme 3A)。

還有其他種類的終止試劑和新型親電試劑(Scheme 3B)。

使用手性NBE介質(zhì)的不對(duì)稱雙官能化反應(yīng)

近年來，在catellani反應(yīng)中出現(xiàn)了使用手性 NBE 介質(zhì)（如 N9）的不對(duì)稱雙官能化反應(yīng)，為建立 C-C 軸手性和 C-N 軸手性提供了合成平臺(tái)（方案 4A-4D）。

鄰位選擇性pd催化(雜)芳烴C-H雙官能化的研究進(jìn)展

受過去幾年取得的重大進(jìn)展的啟發(fā)，研究了不需要LG或指導(dǎo)基團(tuán)(DG)的衍生物的鄰近C-H雙官能化的新機(jī)會(huì)。在此背景下，Dong團(tuán)隊(duì)報(bào)道了鄰位選擇性pd催化的(雜)芳烴的C-H雙官能化，為獲得多官能化分子開辟了新的途徑。第一種方法由 Dong 小組開發(fā)，用于雜環(huán)烯的 C-H 雙官能化（方案 5A）。事實(shí)上，2-取代噻吩在C4和C5位置上的位點(diǎn)選擇性和區(qū)域選擇性C-H雙官能化是用砷配體(AsPh3)和修飾的NBEN10實(shí)現(xiàn)的。在這種氧化體系中需要苯醌和 AgOAc 的存在：苯醌可以確保 Pd(0) 快速氧化成 Pd(II)，而 AgOAc 則可以通過生成 AgI 促進(jìn) ArI 的活化。值得注意的是，當(dāng)該方法應(yīng)用于呋喃衍生物的功能化時(shí)，取得了令人鼓舞的初步結(jié)果。隨后，同一研究小組又重點(diǎn)開發(fā)了 Pd/NBE 催化的五元環(huán)（包括噻吩、N-甲基吡咯和呋喃）鄰接雙官能化技術(shù)，該技術(shù)通過氧化還原中性過程，使用兩種不同的親電體（即芳基碘化物和溴代炔）作為終止試劑（方案 5B）

從降冰片烯到新一代的介質(zhì)

利用原始配體的潛力來觸發(fā)位點(diǎn)選擇性可以被設(shè)想為一種有效的策略，以提供NBE的替代方案，同時(shí)保持高反應(yīng)性和選擇性(方案6)。

如今，尋求貴重過渡金屬的可持續(xù)替代品的需求很高，。2023年，Liu, Dong和同事報(bào)道了第一個(gè)鎳催化的Catellani環(huán)。這代表了一項(xiàng)為期26年的挑戰(zhàn)(方案6D)的重大成就。