近年来，碳氢键活化已成为构建高效有机分子时最常用的策略之一，并逐渐运用到材料、天然产物合成、制药业等多元化领域。多米诺式的碳氢键活化尽管取得了重大进展，但是仍然以贵金属或有毒重金属为主要催化剂，利用廉价金属进行多米诺式的碳氢键活化还鲜有报道，近日， 著名有机化学家Lutz Ackermann报道了利用廉价金属锰催化碳氢键活化/Diels-Alder/逆-Diels-Alder多米诺式炔烃环化反应(Figure 1)。
（图片来源于DOI: 10.1002/anie.201900495）
作者先进行反应条件筛选（Table 1），以吡啶酮化合物1a和炔烃化合物2a为标准底物，对催化剂、碱、添加剂、溶剂进行一系列的筛选，最终确定最优条件（Table 1,Entry14）, MnBr(CO)5 (10 mol %),NaOAc (50 mol %), BPh3 (0.25 mmol), DME 为溶剂, 100 °C下反应24小时，可得到71%的分离收率。
（图片来源于DOI: 10.1002/anie.201900495）
随后，标准反应条件确定后，在此基础上，作者对底物进行了一系列拓展（Scheme 1），作者先对不同取代基的吡啶酮进行变换，利用单晶衍射仪确认3aa, 3da, 3ea,和3ga底物结构，发现了该催化体系对亲电子基团，例如，氟、氯、溴都有良好的耐受性，并后期可以进行很好的官能团修饰。
（图片来源于DOI: 10.1002/anie.201900495）
该锰催化体系并不仅仅限制于底物1a（Scheme 2）, 不同的炔烃底物也同样具有普适性，杂环化合物中的噻吩化合物2j和吲哚化合物2k都可以进行高效催化。值得一提的是，烯烃类的官能团化合物同样可以在该体系中被选择性的催化反应。
（图片来源于DOI: 10.1002/anie.201900495）
作者又对反应的机理作了进一步研究（Scheme 3），H/D 交换实验，以及KIE（kinetic isotope effect）计算实验，得出kH/kD≈1.2，证明了C-H锰金属化并非决速步骤，后期还进行了氢化反应应用。
（图片来源于DOI: 10.1002/anie.201900495）
此外，作者通过实验，得到一类环金属配合物 5（Scheme 4），并且可以以化学当量催化该反应，因此，证明了该金属配合物是该催化体系循环中重要的中间体。
（图片来源于DOI: 10.1002/anie.201900495）
基于以上一系列控制实验以及机理探究，作者提出可能的机理（Scheme 5），锰催化剂先由醋酸盐触发催化循环， 对底物 1a进行碳氢键活化，形成有机金属配合物 5， 随后，炔烃化合物 2a进行协同插入，生成中间体 7， 再经历一个β氧消除，而后在BPh3作用下生成了中间体 8，经[4+2] Diels-Alder反应，氰基消除之后通过逆[4+2] Diels-Alder反应，最后得到目标产物 3aa。
（图片来源于DOI: 10.1002/anie.201900495）
小结：作者发展了一种多米诺式的C-H活化反应，同时包含了Diels-Alder和逆-Diels-Alder反应，吡啶酮与炔烃化合物通过锰金属催化剂反应，最终实现了具有生物活性分子吲哚酮化合物的高效合成。
相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed.上, 该文章作者为Cuiju Zhu, Rositha Kuniyil, and Lutz Ackermann*
Manganese(I)-Catalyzed C–H Activation/Diels-Alder/retro Diels-Alder Domino Alkyne Annulation by Transformable Pyridines
课题组链接：http://www.ackermann.chemie.uni-goettingen.de/
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201900495
全文链接：http://sci-hub.se/10.1002/anie.201900495
