不列颠哥伦比亚大学Han Hao, Laurel L. Schafer通过密度泛函理论对二胺双（酰胺）钛催化剂在反马氏选择性的炔烃氢化胺化（hydroamination）反应中的作用进行研究，通过对二胺双酰胺配体在催化反应中的作用进行研究，通过空间作用和电子作用对反应中间体、过渡态进行研究，结果显示该反应中的催化反应是由于一些作用共同导致：轨道相互作用，配体的结构，空间排斥作用。通过相关实验对该理论结果验证，并且作者发现反应决速步骤是和反应底物相关的。结果显示这种双酰胺钛催化体系具有非常好的对映选择反应性，并且有效的促进了金属-配体之间的配合作用。

本文要点：

（1）对胺和端炔的反应进行探索，使用二胺基二酰胺钛配合物作为催化剂，该氢化胺化反应生成胺取代的烯烃中展现了高达＞99 %的反马氏规则产物。该反应中对脂肪胺、芳基胺都有很好的立体选择性，在70 ℃中反应时的转化频率TOF达到200 h^-1，同时大多数底物的反马氏规则产物能以非常高的产率得到。通过这个催化体系，合成了大量的胺和N杂环产物（吲哚、吗啉、异喹啉、α-氨基酸等）。这种钛催化剂通过[2+2]反应机理进行反应：首先Ti(NMe₂)₂催化剂和胺反应生成Ti=N物种，并与炔分子通过[2+2]反应生成四元环钛杂中间体，在胺分子作用中，四元环钛杂中间体打开，烯烃配体和Ti之间的键断裂并另外生成Ti-NR，通过α-消除反应生成亚胺分子，并异构为反应产物。

（2）DFT计算。结果显示，反应的决速步骤时[2+2]环加成反应或者随后的开环氢化反应步骤，反马氏规则环中间体的过渡态能量比马氏规则环中间体的过渡态能量更低，这揭示了该反应中对反马氏规则产物的选择性。由于关键过渡态中的能量差异较弱，反应的选择性和具体底物相关。酰胺配体的轨道和Ti的π轨道/炔烃的π*有效的重叠，并对反马氏规则产物的生成有促进作用。当两个配体都以k₂-结构组成中间体，并且酰胺的N以互为反式结构的Ti催化剂更有效的生成Ti四元环中间体。酰胺配体通过氢键和胺分子之间产生金属金属和配体协同效应，这种作用有效的降低了中间体过渡态的能量。

参考文献

Han Hao*, Laurel L. Schafer*

Metal-Ligand Cooperativity in Titanium Catalyzed Anti-Markovnikov Hydroamination，ACS Catal 2020,

DOI：10.1021/acscatal.0c00491

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c00491