手性富集的有机硅烷具有多样的反应性，较稳定的化学性质以及低毒性，在材料科学，药物化学中广泛作为合成中间体。由不饱和键进行不对称硅氢化反应是合成手性有机硅试剂的重要途经。近年来，不对称硅氢化反应的得到了许多发展，但是不饱和烃所受局限较大，仅限于一些简单的烯烃，产物也限于简单的烷基硅。因此，合成结构更为复杂的手性有机硅化合物，让其能应用于材料科学以及药物合成等领域是一项挑战。

1,6-烯炔的不对称硅氢化环化反应可以合成含碳环或杂环的手性有机硅化合物，这类结构广泛存在于生物活性天然产物。1,6-烯炔的硅氢化环化反应通过不同的金属催化可以生成烷基硅和烯基硅两类产物（图1）。而1,6-烯炔的不对称硅氢化环化反应只通过铑催化实现了手性烯基硅的合成（Org.Lett. 2003, 5, 157–159, Angew.Chem., Int. Ed. 2007, 46, 1275-1277），手性烷基硅的合成还未实现。

图1

近年来，Co催化不饱和烃的硅氢化反应有了许多发展，Co催化1,6-烯炔的硅氢化环化反应也成功实现，但是其不对称合成还未成功实现。近日，葛少中教授团队成功实现了1,6-烯炔的不对称硅氢化环化反应，通过底物调控，成功实现了手性烷基硅和手性烯基硅的合成。

作者使用1,6-烯炔1a作为模板底物，二苯基硅烷作为硅氢化试剂，对手性配体进行了筛选(图2)。其中Joisphos类配体，可以单一地得到烷基硅产物，具有较高产率和优秀的ee值。其余还筛选了溶剂，温度等因素，确定了最佳标准条件。

图2

接着，作者对1,6-烯炔进行了底物普适性考察（图3）。当底物为苯基炔时，反应可以成功合成含碳，含氧以及含氮五元环的手性烷基硅化合物，反应可以较好地兼容酯基，氰基等官能团，具有良好地收率和优秀地ee值。

图3

值得注意的是，当底物为单纯的直链烯炔时，标准条件下只生成烯基硅氢化产物，而不发生成环反应（图4）。作者继续探究了氧原子两边位置上取代基的变化对反应对映选择性的影响，结果发现，当炔基α位为单取代时，产物为成环的产物，但未发生硅氢化反应，产物有非对映异构体。当烯基α位为单取代时，ee值不受影响（图4）。

图4

接着作者考察了杂原子为N的烯炔的不对称硅氢化成环反应（图5）。其多数为改变的连炔基的芳基取代基，芳环上官能团适用性好，各类吸电基，供电基，所处在邻位，间位，对位，杂环都能有较好的产率和优秀的ee值，并成功拿到了2m化合物的单晶结构。另外，作者还给出了二取代烯烃的例子，产率有所降低，但ee值还是非常优秀。

图5

在考察完芳基取代基后，作者对硅烷的种类进行了考察。当二取代硅烷的两个取代基不同时，产物出现了非对映异构体，但每一种非对映异构体的ee值都很高（图6）。

图6

为了考察该方法的合成应用价值，作者做了如下应用转化（图7），首先成功实现了克级反应。硅基官能团可以做出许多丰富的转化，并且ee值能够较好地保留。

图7

为了更好地认识该反应区域选择性问题，作者进行了如下对照实验（图8）。将1,6-烯炔中的烯基和炔基片段分别投入反应中，发现烯基的硅氢化区域选择性与1,6-烯炔实验最终结果相符，而炔基硅氢化的区域选择性与1,6-烯炔反应的结果相反，说明硅化反应是发生在烯基。竞争实验说明炔基比端烯更易在该条件下发生硅氢化反应，说明在1,6-烯炔的硅氢化环化反应中很可能是由炔基的Co氢化开始的。

图8

令人惊讶的是，当芳基换为直链烷基时，反应生成烯基硅的产物（图9），为此，作者做了类似的控制实验，提出此类底物与之前芳基底物不同的反应机理。即反应是由1,6-烯炔的端烯部位先发生Co氢化。而单独烯基的硅氢化和由1,6-烯炔硅氢化区域选择性不同，是由于炔基烯基对Co的螯合作用造成的。

图9

为此，作者对这两类底物分别进行了氘代实验探究（图10），结果A，B分别说明了在这两种类型的底物中Co-D对炔基的迁移插入和对烯基的迁移插入。并且Co-H迁移插入与β-H消除时可逆过程。

图10

根据上述实验结果，作者提出了如下催化循环（图11），针对两类不同的底物，提出了不同的反应历程。首先催化剂与硅烷形成Co-H物种，1,6-烯炔对Co金属中心螯合，Co-H选择性地对炔基或者烯基进行迁移插入，Co再与硅烷作用，得到产物和Co-H。

图11

总结：作者团队发展了Co催化1,6-烯炔的不对称硅氢化环化反应，反应可以高效合成含C，N，O等的五元环手性硅化合物，区域选择性和对映选择性都较好。且底物适用性广，官能团兼容性好。不同类型的反应底物（芳基，烷基）可以分别得到手性烷基硅和烯基硅化合物，反应有较大的应用价值。

doi.org/10.1002/anie.202100775