图1 钯催化迁移环化。

研究背景：迁移功能化（Migratory Functionalization）是指通过金属从碳到碳的迁移来实现C‒H键的功能化。这一过程在学术界和工业界都具有重要意义，因为它提供了一种非经典的方法，在不使用传统交叉偶联的情况下，选择性地在远端C‒H位置安装功能基团。目前，通过1,2-金属迁移在sp³碳链上的烯烃或烷基卤化物远程C‒H键功能化已经得到了很好的发展，但通过1,2-钯迁移在sp²碳之间的迁移则鲜有报道。苯并杂环结构广泛存在于天然产物、药物分子和功能材料中。特别是苯并磷杂环化合物，因其独特的电子性质和空间结构，在功能材料、生物活性分子和手性配体等领域具有重要应用价值。然而，现有合成方法往往面临步骤繁琐、底物范围有限等问题。基于此，该团队设想能否通过1,n-金属迁移实现从烯基碳到芳基碳的迁移，进而引发C=C双键的碳金属化反应。

图2 研究背景

反应条件优化：研究团队首先对一系列双膦配体进行了筛选。实验结果显示，使用DPEPhos作为配体时，产物2a的产率最高，达到94%。其他配体如Xantphos、dppf、dppe等虽然也能生成产物，但产率较低。溶剂的选择也对反应结果有显著影响，二氯乙烷（DCE）是最优选择，而在甲苯或二氯甲烷中反应效果较差。碱的选择同样重要，铯盐（CsOPiv）表现出较好的催化效果，而醋酸铯（CsOAc）和钾盐（KOPiv）的效果则不如前者。

图3反应条件优化

底物拓展：研究团队测试了不同取代基对反应的影响。结果显示，无论是苯基上的不同取代基（如甲基、叔丁基、苯基、甲氧基、氟或三氟甲基），还是其他类型的底物（如酮、酰胺、氧原子、硅、硫等），都能顺利进行反应并获得高产率的苯并杂环化合物。特别是对于含有磷、硅、硫、碳和氧基团的底物，反应均能高效进行，生成相应的苯并杂环化合物。此外，研究团队还成功实现了该串联反应的不对称催化，使用手性钯催化剂合成了具有良好对映选择性的P-手性苯并磷杂环化合物。这些产物可进一步转化为手性双膦配体，为手性膦配体的合成提供了新思路。

图4 底物拓展

反应机理研究：研究团队通过系统的机理实验和DFT计算，揭示了反应进行的路径。氘代实验表明，反应并未按预期的氧化加成→1,4-钯迁移→芳基钯化路径进行。DFT计算显示，反应经历氧化加成→碱辅助去质子化→质子化→芳基C‒H键协同金属化-去质子化(CMD)→C‒C键还原消除的过程。DFT计算排除了直接β-氢消除和苯基C‒H键协同金属化-去质子化两种可能的途径，它们的能垒分别比最优途径高3.8 kcal/mol和20.4 kcal/mol。

图5 DFT计算

综上所述，该工作的研究亮点总结于以下四个方面：一种不同寻常的反式1,2-钯迁移：通过机理研究揭示了sp²碳间反式1,2-钯迁移的关键作用，突破了传统1,4-钯迁移的认知框架；广泛的底物适用性：成功应用于磷、硅、硫、碳、氮、氧等多种杂原子的苯并杂环合成，包括苯并磷杂环、苯并噻吩氧化物、吲哚等；不对称合成的突破：实现了P-手性苯并磷杂环的对映选择性合成，为手性配体开发奠定基础；机理深度解析：结合同位素标记实验和DFT计算，阐明了反应迁移环化过程的详细机制。