在远程官能化的背景下(图1D)，到目前为止，只有具有远距离双键的预官能化硅醚被证明经历贵金属催化的(Ir，Ru，Pd)双键迁移以生成烯醇硅醚(图1C)。这些报道中的大多数是由单键烯烃迁移产生的醛基烯醇硅醚；那些具有较大取代(即酮基)的例子是通过非均匀的E/Z选择生成的。
作为我们正在进行的金属催化烯烃迁移研究的一部分，我们着手探索开发一种非贵重的镍催化链行走的可能性，用于远程酮到相应的烯醇硅醚的区域和立体选择性官能化(图1E)。这种异构酮烯烃的转化不仅需要双键的迁移和硅烷化，而且在形式上还需要净加成“H”。我们假设，这可能是通过产生一种[Ni−H]物种来实现的，该物种的“H”最终保留在产品中。这反过来又需要化学计量的氢源，以确保[Ni−H]的连续再生。烷基溴化物有之前已经证明是适合这项工作的，我们开始探索合适的条件。
令我们高兴的是，我们确定了一定量的NiBr2(二甲醚)以及iPr配体、iPrBr和锰粉允许酮1与Et3SiCl选择性官能化得到2(图2和3)。
在反应混合物中省略Mn、Et3SiCl或Ni(II)/iPr，起始酮1保持不变。用PhMe2SiH代替Et3SiCl和iPrBr，酮的硅烷化反应是净还原的，没有烯烃迁移。
考虑到镍与iPr配体形成双核Ni(I)配合物的倾向，我们研究了在这些还原条件下Ni(II)预催化剂的可能形态。事实上，我们观察到，在35°C下，Mn和iPr在四氢呋喃中被NiBr2(二甲醚)溶液取代，在15分钟内生成主要产物[Ni(μ-Br)(iPr)]2作为主要产物。我们的结晶得到了∼91%的[Ni(μ-Br)(IPr)]2(绿色晶体)和少量的NiBr2(IPr)2(红色晶体；与这些观察结果一致，并表明初始还原为Ni(I)在力学上是关键的，我们发现，在添加底物和剩余试剂之前，在四氢呋喃中初始预混15分钟，可以获得最佳的转化率。(见图2A)我们发现，在添加底物和剩余试剂之前，NiBr2(二甲醚)、iPr和Mn在四氢呋喃中的初始预混合15分钟，可以获得最佳的转化率。例如，在没有预混的情况下，2以89%的产率和高Z选择性(Z:E= 96:4，如图3所示)形成，而其产率仅为60%。在其他条件相同的情况下，用二聚体[Ni(μ-Br)(iPr)]2As(Pre)代替Ni(II)/iPr催化剂，得到了相同产率(89%)的产物2。
在没有锰的情况下，但与12 mol%Ni(I)二聚体的反应条件不变，产物2及其脱硅形式2a的总收率为12%(参见图2B)，这表明每个镍二聚体经历了一个循环，并且Mn的作用可能主要是再生Ni(I)二聚体。为了进一步研究这一点，我们分析了在Ni(I)二聚体催化下，在没有Mn的情况下，通过将生成的反应混合物晶化而生成的Ni物种(图2B)。X射线晶体分析表明形成了两种Ni(II)物种：二聚体[Ni(μ-Br)(Br)(iPr)]2(紫色晶体，∼50%)和单体[NiBr3(iPr)][iPrH](绿松石晶体，∼50%)(图2C)。然而，后一种单体Ni(II)盐可能是由于Ni(II)二聚体在溶液中的裂解而形成的。通过类比，[FeCl3(SiPr)][SiPr]盐被证明是由[Fe(μCl)(Cl)(SiPr)]2形成的。我们进一步发现，在四氢呋喃中，Mn(3当量)从属于这种Ni(II)物种的混合物，形成了Ni(I)二聚体[Ni(μBr)(iPr)]2，如1H NMR分析(图2C)所示。这些数据表明Ni(I)二聚体是这一转变的关键物种。Mn的作用是在每个循环后再生Ni(I)二聚体。
在氧化态I与钯的双核金属配合物领域的研究表明，这种双核金属配合物的确切催化作用和机理参与高度依赖于转化的类型、反应条件，特别是存在的添加剂。在此背景下，我们以前的研究表明，Ni(I)二聚体可以引起Ni(I)与烯烃的金属反应。然而，我们先前的工作也表明，如果酮不被路易斯酸抑制，这种自由基反应将被酮抑制。因此，如果混合物中存在合适的试剂，自由基物种也可以转化为另一种物种。在这种情况下，如图2D所示，烷基溴可能将“抑制”了的Ni(I)金属自由基转变为[Ni(II)-H]。根据这一建议，完全氘化的iPrBr的使用在末端位置引起了氘的掺入，这与最初添加的[Ni(II)-D]物种是一致的。最终，在链行走时，形成稳定的η3结合烯醇。
我们的计算研究表明，η3配位很可能是位置选择性和立体选择性的来源，因为它固定了烯醇几何结构，并阻碍了进一步的链行走(见图2D)。硅基化后，生成的Ni(II)与Mn一起还原为形成Ni(I)二聚体。
随着机理的确定，我们随后探索了转化的范围(图3)，使用的条件允许使用商业上可用的催化剂，即那些从Ni(II)开始的催化剂，并且有效地在原位生成Ni(I)二聚体。
我们将我们的模型底物1与不同的氯硅烷源反应，得到了相应的烯醇硅醚(−OSiMe3(3)，−OSi(iPr)Me2(4))，产率高，Z-选择性好，表明不同的氯硅源转化效率相同。考虑到这一点，我们随后使用Et3SiCl评估了官能团的耐受性。我们研究了各种不同链长的芳香酮和脂肪酮(最多四碳)。
我们发现富电子芳香酮(p-OMe(5)，Pn(Me)2(6)，m-CH3(9))和缺电子芳香酮(p-Cl(7)，m-CF3(10))的反应效率相当。类似地，联苯(11)和多芳香酮(萘(12)或蒽(13))以及杂环实例(1,3-苯并二恶英(14)、呋喃(15)或吲哚(16))以高产率转化为相应的烯醇硅醚。非芳香族无环酮同样有效(17)，甚至可以容忍较大的金刚烷基(18)。在这方面值得注意的是选择性地形成烯醇硅醚19，没有观察到与热力学上有利的、替代的共轭烯醇硅醚的进一步异构化。
除了这两个碳链行走之外，三个或四个碳链行走也同样有效，尽管四个碳链行走需要更长的反应时间(48小时)。产物20和21具有二苯乙酰基团，经过三碳链行走而不与共轭烯醇(21)进一步异构化，即可得到产物20和21。值得注意的是，沿着步行道(23)可以容忍甲基，并且再次观察到烯醇硅醚的完全区域和立体选择性的形成，这对于产品24尤其值得注意，其中存在相当酸性的苄基质子(图3)。
我们还测试了使用内部烯烃而不是末端烯烃作为起始原料的可行性(图4)。由两个碳链与酮分开的内部烯烃(Z:E=5:95)有效地提供了产物20。还使用末端和内部烯烃异构体的50:50混合物，分别与酮相距三个碳和两个碳的距离，以高产率获得相同的产品(20)。对于脂肪族类似物25和通过共轭稳定起始烯烃的情况26也观察到了类似的反应结果。最后，相应的环状烯醇硅醚的形成也是可能的(27，28)。考虑到酮在空间和电子上的相似取代基，28个取代基的选择性形成表明，位置选择性仅由链行走的方向性决定。
综上所述，第一个酮的远程官能化被开发出来，使镍催化链行走高产率区域和立体选择性合成Z-烯醇硅醚成为可能。该方法操作简单，与脂肪族和(杂族)芳香酮相容，且与所用的氯化硅或远端烯烃(末端或E/Z内部)无关。机理研究表明，作为关键中间体的Ni(I)二聚体的形成，最终与烷基溴反应生成Ni(II)-H，并进行链行走。
https://pubs.acs.org/10.1021/jacs.1c01797
