非共价相互作用在非对称性反应中展现出比较好的效果。这种非共价性相互作用如何在成键和活化中间体的过程中实现控制作用还不明确。PECT作用在生物中比较常见，自然界存在的大量氧化还原反应（如光合作用、呼吸作用等）中，电子的转移经常伴随着质子的同步迁移，这种现象称为质子耦合电子转移（Proton-Coupled Electron transfer, PCET）。

        通过PECT作用，能够实现基于自由基的非对称性反应。氧化PECT过程实现了化学键的均裂，通过反应底物上的E-H化学键和Brønsted碱之间的氢键作用进行反应。这种H键界面能够在自由基和共轭酸或者Brønsted碱上构成瞬态H键作用，这种作用是实现非对称性反应的基础。这种非对称性的PCET活化作用之前在还原氮杂频哪醇环化反应中和吲哚的氧化活化反应中实现（J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17735−17738. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3394−3402.）。Meggers和MacMillan报道了N自由基和烯烃之间通过手性Rh催化剂的反应（J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11521–11524.）。Zhang和Chemler等发展了通过金属自由基复合物进行的反应（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 12388–12396）。

       美国普林斯顿大学Robert R. Knowles希望将这种过程扩展到中性自由基中间体和中性氢键的体系中。因此，作者通过对烯烃和磺酰胺基之间的体系尝试该PCET机理。通过碱性手性磷酸分子的应用，实现了手性磷酸复合物和中性磺酰胺基之间形成氢键复合物，这能够产生产生非共价性相互作用，并影响之后C-N键生成过程中的手性。美国普林斯顿大学Robert R. Knowles实现了经由光催化作用的烯烃分子内氢化胺基化反应。该反应通过Ir光催化剂，在手性磷酸作用条件，通过HAT反应过程进行。反应过程中通过氢偶合质子转移（PCET）过程实现了活化磺酰胺基上的N-H键，生成N中心自由基，随后磺酰胺基自由基和分子内的烯烃官能团反应，生成环状结构。通过磺酰胺基自由基和手性磷酸之间的非共价键作用，实现了对反应产物的手性控制（实现了98：2的er值）。

本文要点：

(1）通过4-甲基苯基取代的链式磺酰胺基分子作为底物，生成磺酰基取代的含手性碳的吡咯烷。反应中使用2.5 mol%碱性手性磷酸分子，2.5 mol%铱光催化剂，30 mol%的TRIP硫醇，在0.1 M三氟甲基苯中反应。在-20 ℃下通过蓝光LED光照进行24小时。对手性磷酸的结构进行筛选，能够对手性产物的比值起到巨大调节作用。其中含多个芳基的3唑取代的手性磷酸手性催化剂有最好的手性调节作用，能获得95：5的er值，同时获得85 %的反应收率。提高碱性手性磷酸的量至10 mol%，能在保持反应手性值的条件下取得89 %的收率。提高反应温度至室温条件后，反应产率达到93 %，但是产物的er值降低为89：11。

(2）对底物范围进行拓展。对烯烃的各种取代基进行扩展（芳基、甲氧基芳基、噻吩、酚基等），都能以中等到高级收率获得比较高的er值手性产物。

       反应机理研究。对甲苯、氟苯、四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈、DMF、碳酸亚丙酯等溶剂进行筛选，发现溶剂对反应产物有较大的降低作用，但是对手性产物的比例没有影响。

参考文献

Casey B. Roos; Joachim Demaerel; David E. Graff; Robert R. Knowles*

Enantioselective Hydroamination of Alkenes with Sulfonamides Enabled by Proton-Coupled Electron Transfer

J. Am. Chem. Soc. 2020. DOI: 10.1021/jacs.0c01332

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c01332

作者介绍

Robert R. Knowles，从无机化学和生物化学的研究结果中获得启发，将光催化与协同的质子耦合电子转移（PCET）结合起来，实现了羰基和酰胺N-H键的温和活化，可以与不同的试剂发生高效偶联反应（相关综述：Acc. Chem. Res. 2016, 49, 8, 1546-1556）和手性反应。

主页：http://chemlabs.princeton.edu/knowles/2015/03/02/robert-knowles/