本研究探索了实现先前未成功的Au(I)催化的C(sp3)–C(sp)交叉偶联反应的可能性。虽然先前用于乙烯基金(I)中间体的C(sp2)–C(sp)交叉偶联反应的光敏化条件对烷基金(I)配合物不适用，但在热条件下使用MeDalPhosAuCl配合物作为催化剂，能够以中等至良好的产率获得C(sp3)–炔基化加成产物，特别是炔基化的四氢呋喃衍生物。机理研究表明，炔基碘化物氧化加成到带有半易变MeDalPhos配体的Au(I)配合物上，形成了Au(III)中间体。
### 论文解读：金(I)催化的C(sp
3)–C(sp)交叉偶联反应研究
**研究背景与问题**
均相金催化在过去二十年中已成为促进多种分子内和分子间反应的高效策略。金(I)独特的亲碳π-路易斯酸性使其能够配位活化炔烃、联烯或烯烃中的碳碳多重键，从而促进亲核试剂的加成，构建新的分子骨架。一个重要的研究方向是碳碳多重键的双官能团化，其通常涉及亲核试剂对金活化π-键的初始进攻，随后发生亲电捕获（通常是质子脱金属化）。如何将中间体有机金(I)物种的质子脱金属化过程替换为交叉偶联步骤，从而利用金中间体进行分子构建，是一个核心挑战。这需要促进Au(I)发生氧化加成并建立一个Au(III)/Au(I)催化循环，但该过程存在固有难度，原因在于Au(III)/Au(I)电对的高氧化还原电位（E° = 1.41 V）以及需要提供有利的配位环境来稳定Au(III)中间体。尽管在热催化中通过使用化学计量的强氧化剂（如Selectfluor或高价碘衍生物）可以实现C(sp
2)–C(sp)交叉偶联，但**C(sp
3)–C(sp)交叉偶联过程在文献报道中仍然极为罕见**。这构成了本项研究的出发点和核心目标：开发实现烷基（sp
3杂化碳）与炔基（sp杂化碳）直接偶联的新方法。
**研究内容与结论**
为实现这一目标，研究人员探索了两条技术路线。第一条路线是借鉴其先前成功应用于C(sp
2)–C(sp)偶联的光敏化能量转移策略，尝试将其应用于烷基金(I)中间体。研究人员使用[Ir-F]作为光催化剂与[
tAu-F]或IPrAuOH金催化剂，以2,2-二苯基戊-4-烯-1-醇（1a）和碘代炔烃（2a或2b）为模型底物进行光催化反应。然而，该体系未能得到目标的炔基化四氢呋喃产物（3aa），而是生成了复杂的环化副产物（如桥环氧化环庚烷结构4a）或起始物料。通过光谱、循环伏安法等机理探究发现，该过程中烷基金(I)配合物倾向于发生激发态电子转移或碳-金键均裂，而非所期望的通过能量转移活化炔基碘化物。这表明**直接将光敏化策略从乙烯基扩展到烷基体系是不可行的**。
因此，研究转向第二条路线：**利用半易变配体辅助的金催化**。研究人员选用具有半易变特性的MeDalPhosAuCl作为金催化剂前体，在热活化条件下，以AgOTf作为卤化物清除剂，K
3PO
4作为碱，在1,2-二氯乙烷（DCE）溶剂中进行反应。优化条件后，1a与碘代炔烃2a在45°C下反应3小时，以83%的产率成功得到了目标的炔基化环化产物3aa。控制实验证明金催化剂、银盐和碱均不可或缺。在该成功体系下，研究人员对底物范围进行了广泛考察。烯醇底物（1a-1n）的研究表明，四氢呋喃环上位点（2位）的偕二苯基取代对反应产率至关重要，其他取代基或环的扩大均会导致产率下降。对于碘代炔烃底物（2a-2t），无论是共轭的芳基炔基碘化物（产率51%-95%），还是非共轭的脂肪族炔基碘化物，都能顺利参与反应，显示出该方法良好的官能团兼容性（如耐受卤素、硝基、氰基、吡啶环等）。研究人员还成功地将该方法应用于复杂分子Haloprogin的后期炔基化修饰（3at，56%）。机理研究提出了可能的催化循环：阳离子型MeDalPhos金(I)配合物对炔基碘化物发生氧化加成，形成金(III)物种；该物种与烯醇底物的双键配位，并在碱作用下促进烯醇的去质子化，随后发生分子内亲核进攻和还原消除，最终得到炔基化环化产物。实验中检测到的特征性
31P NMR信号（δ 100 ppm）支持了关键的Au(III)中间体的形成。
**主要技术方法**
本研究主要采用以下关键技术方法：（1）均相金催化反应，包括使用膦-氮杂配体的半易变配合物（MeDalPhosAuCl）催化体系；（2）光催化能量转移体系，涉及铱光催化剂（[Ir-F]）与金催化剂的双催化体系；（3）有机波谱分析（
1H NMR，
31P{
1H} NMR）用于产物鉴定、反应监测和机理研究；（4）X射线单晶衍射（XRD）用于确定副产物4a的绝对构型；（5）循环伏安法（CV）用于研究金配合物的电化学性质；（6）紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）用于表征金配合物的光吸收性质。
**研究结果与讨论**
1. **光敏化烷基炔基化的尝试**：如前所述，将光敏化策略应用于烷基金(I)中间体未能实现C(sp
3)–C(sp)偶联。该体系更倾向于发生金-碳键均裂或电子转移，生成了非预期的环化产物或导致反应分解。虽然该路径产生了结构新颖的产物（如4a），但其合成价值有限且机理复杂，不适合发展为通用的炔基化方法。
2. **基于配体的炔基化环化反应**：成功开发了以MeDalPhosAuCl为催化剂的热催化体系。通过对金催化剂、卤化物清除剂、碱、溶剂、温度和浓度的系统优化，确立了高效反应条件。该方法成功地将一系列烯醇（生成四氢呋喃或四氢吡喃环）与各类炔基碘化物连接，构建了C(sp
3)–C(sp)键，最高产率达95%，展示了良好的底物范围。
3. **底物范围研究**：详细考察了烯醇和炔基碘化物的结构影响。研究发现，烯醇上与羟基相连碳原子的取代基对反应活性影响巨大，偕二芳基取代基对于获得高产率至关重要。炔基碘化物的电子效应和空间位阻对产率有一定影响，但总体上具有广泛的兼容性。
4. **机理研究**：提出了一个合理的催化循环机理，其核心是炔基碘化物对金(I)催化剂的氧化加成，形成关键的炔基金(III)中间体。该中间体随后活化烯烃，并通过分子内亲核加成和还原消除步骤形成环化产物。实验观测到的NMR信号为这一机理提供了支持。
**总结与结论**
本研究系统地探索了实现金催化的C(sp
3)–C(sp)交叉偶联反应。研究人员首先尝试了基于光敏化能量转移的策略，但该途径未能实现目标转化，反而促使烷基金物种发生了其他反应。随后，研究人员转向利用半易变配体的金催化策略，在热活化条件下，成功实现了烯醇与炔基碘化物的炔基化环化反应，高效合成了具有潜在应用价值的炔基化四氢呋喃及吡喃衍生物。该方法条件温和、底物适用范围较广，并通过机理实验提出了涉及Au(III)中间体的催化循环。此项工作为构建C(sp
3)–C(sp)键提供了一种新的、实用的方法，并拓展了半易变配体在金催化交叉偶联反应中的应用范畴。
