碳-碳键的构建在有机合成中具有重要意义，尤其是通过芳香化合物的多取代来构建复杂分子结构。这类反应不仅能够高效地为药物合成提供多样化的化合物来源，同时也是开发新型材料化学的重要方法。在过去几十年中，过渡金属催化交叉偶联反应成为有机合成的核心技术，尤其是钯催化的交叉偶联反应，已经在多个领域得到广泛应用。
传统的钯/降冰片烯（Catellani反应）是多功能化芳香化合物的主要手段，能够同时在碳-碘键的邻位（ortho）和原位（ipso）进行官能团化。（图1a）然而，在这一催化体系下，芳碘的C(sp2)-I还原消除反应应用较少，限制了该方法的广泛适用性。因此，开发能够重新构建碳-碘键的反应模式具有极大的潜力，特别是在不破坏该键的前提下进行邻位功能化，可以为复杂多取代芳香分子的合成提供全新途径。
图片来源：JACS
尽管近年来已有一些研究团队对芳碘化合物的C(sp2)-X还原消除进行了探索，但这类反应仍面临反应效率低、底物适用性有限等挑战。基于此，本研究着力于通过钯催化体系的创新设计，解决传统方法在邻位烷基化中的不足，提供一种更加高效且具有普适性的反应体系。
本研究开发了一种全新的钯催化双配体体系，通过结合烯烃与三烷基膦配体的协同作用，实现碘代芳烃的邻位烷基化反应。（图1e）研究者通过引入一种环状烯烃硫配体，促进了钯催化的邻位烷基化反应，而体积较大的三烷基膦配体则有助于实现高效的C-I还原消除。
在实验中，作者首先测试了不同类型的烯烃和膦配体组合，并通过一系列有机钯中间体的分离与表征，揭示了双配体在反应机制中的协同作用。实验结果表明，环状硫配体促进了邻位C-H活化，三烷基膦配体则推动了C-I还原消除步骤的顺利进行。最终，作者通过对碘代芳烃底物进行一系列邻位烷基化实验，优化了反应条件，确保了较高的产物收率。
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本研究所开发的双配体协同钯催化体系为Catellani反应的进一步扩展提供了全新可能。传统的Catellani反应主要局限于芳碘化合物的原位官能团化，而本研究通过引入C-I还原消除步骤，成功地实现了碘代芳烃的邻位功能化，这不仅扩展了钯催化反应的适用范围，还为其他具有重要合成价值的芳香化合物的构建提供了新的策略。
这一创新性催化体系在合成多取代芳香化合物方面表现出独特的优势，特别是在药物化学和材料科学领域，能够为复杂分子结构的高效构建提供新的路径。同时，该研究所揭示的双配体协同机制也为其他金属催化反应的设计和开发提供了有力的理论基础，进一步推动了过渡金属催化体系的多样化应用。因此，本研究不仅在基础有机合成研究中具有重要价值，还为实际应用提供了可操作的创新方法。
标题：Dual Ligand Enabled Pd-Catalyzed Ortho-Alkylation of Iodoarenes
作者：Xiao-Xia Wang and Lei Jiao*
链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c06544
