α-插羰芳基化反应是过渡金属催化下由芳基卤代烃、羰基化合物和一氧化碳作为原料实现羰基α位芳酰化的转化过程。该多组分串联反应既是常见的α-芳基化反应范畴的延伸，又是羰基化反应类型的扩展，是构建丰富多彩的1，3-二酮类结构的有效方法。目前，该反应多受限于分子间反应，且仅用于消旋产物的合成。
手性β,β’-螺环二酮单元是重要的配体前体，其中羰基是活性反应官能团，可用于后续转化制备多个有应用价值的结构单元。时至今日，仍然缺乏对该类结构有效的催化不对称合成方法。近日，上海有机所汤文军研究团队发展了首例过渡金属催化的不对称α-插羰芳基化反应，采用钯催化剂和膦杂环戊烷类双膦配体(R,R)-Ph-BPE，在4Å分子筛的促进下，以中等到优秀的收率和对映选择性实现了一系列C1和C2对称的螺环二酮骨架的高效合成。
该反应具有较好的底物普适性和官能团耐受性，不仅可以兼容氰基、酰胺、酯基以及芳香类杂环，还能完成手性螺[4.4]壬烷、[4.5]癸烷等多环骨架的合成。不仅如此，手性螺[4.5]癸烷三环结构(2r)能够实现克级规模制备，而且可通过衍生化反应得到更多有趣的结构单元。此外，C2-对称的双茚酮结构(2ae)可从简单的双溴化物出发，经过两次羰基化反应三步法得到。 目前普遍认可的反应机制是：Pd(0)和先底物发生氧化加成，接着CO配位和插入，随后配体交换得到一对异构体（烯醇式导致），最后释放产物的过程有两种可能路径：还原消除和亲核加成。研究团队对此通过DFT计算从能量角度给予说明，其结果支持还原消除路径；另外导致对映异构体的两种过渡态能量差（2.7 KCal）也与实验结果（90% ee, 90℃）吻合。 在该份工作中，研究团队首次发展了钯催化不对称α-插羰芳基化反应，成功地实现了多种手性螺环骨架的构建，该工作的理论计算部分得到上海师范大学的周庆海副教授的大力合作和支持。该反应既为不对称α-芳基化和其他多组分串联反应增添了一个高效实用的案例，又为含螺环季碳分子的合成提供了新的思路。 论文信息： Enantioselective α-Carbonylative Arylation for Facile Construction of Chiral Spirocyclic β,β’-Diketones Ting Wu, Qinghai Zhou, Wenjun Tang Angewandte Chemie International Edition
