有机电催化已成为分子科学研究领域的重要工具。尽管近些年此领域的研究取得了较大的进展，但是不对称有机电合成仍然在发展中。特别是发展高对映选择性的电催化过程仍具有很大的挑战性。
N-C轴手性杂联芳环是手性催化剂、配体和天然产物中的关键结构单元（Fig. 1a）。尽管手性联芳基化合物的合成取得了重大进展，但高对映选择性实现N-C轴手性分子的合成方法仍然很少。因此，近年来研究的重点转向了N-C轴手性骨架的制备。Wencel-Delord/Colobert、谢美华以及史炳锋等在此方面做出了突出的贡献。然而，空间拥挤N-芳基吲哚的动力学拆分仅限于在昂贵的氟化溶剂中使用超化学计量的有毒且昂贵的银盐，这严重降低了此方法的实用性（Fig. 1b）。最近，德国哥廷根大学Lutz Ackermann教授课题组首次实现了在瞬态导向基的辅助下，N-芳基吲哚的电化学动力学拆分（Fig. 1c）。此反应主要包括以下特点：1）避免使用毒性的化学氧化剂；2）瞬态导向基简单易得；3）底物范围广；4）利用计算洞察反应机理；5）实现了电催化C-H键烯丙基化。相关成果发表在Chem. Sci.2021, DOI: 10.1039/d1sc04687j上。
（图片来源：Chem. Sci.）
作者首先以消旋的吲哚底物1a和丙烯酸正丁酯2a作为模板底物进行条件筛选（Table 1）。作者发现当使用Pd(OAc)2 （10 mol%）、L-tert-leucine（30 mol%）、LiOAc（2.0 equiv），并以HOAc （4.5 mL）为溶剂在60 °C下反应16小时（1.0 mA恒定电流，GF阳极，Pt-plate 阴极），可以以97% ee值得到产物3，并可以以70%的ee值回收起始原料1a，选择性因子S = 138（Table 1,entry 1）。
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随后，作者利用on/off实验证明电催化对提高C-H活化效率起着至关重要的作用（Fig. 2）。
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接下来作者对此反应中烯烃的底物范围进行探索。实验结果表明大部分烯烃均可以兼容此反应，但非活化烯烃的反应效果不是很好。（Scheme 1）。
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由于马来酰亚胺是天然产物和药物中的关键结构骨架，因此作者接着探索1a与马来酰亚胺12的C-H键烯基化过程。实验结果表明马来酰亚胺也兼容于此电催化C-H键烯基化过程（Scheme 2）。
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为了深入洞察此C-H键烯基化过程的反应机理，作者进行了DFT计算研究（Fig. 3）。计算结果表明C-H键活化过程不是此反应的决速步骤。
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含氟有机化合物由于其较好的亲脂性而受到医药和农业化工领域的广泛关注。为了进一步拓展此反应的实用性，作者利用含氟烯烃来实现C-H键烯基化过程，其可以在构筑产物的同时在分子内引入含氟基团（Scheme 3）。
（图片来源：Chem. Sci.）
此外，作者发现此电催化过程并不局限于单取代烯烃。有意思的是，当使用1,1-二取代烯烃作为反应物时，反应观察到了前所未有的烯丙基选择性，得到一系列C-H键烯丙基化产物（Scheme 4）。
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基于上述实验结果，作者提出了可能的反应机理（Scheme 5）。首先，原位形成的亚胺中间体1a’’和钯催化剂A配位得到中间体B。接着B发生C-H键活化并和烯烃配位得到中间体C。接下来C通过迁移插入和β-H消除过程得到产物和钯络合物E。最后E通过还原消除得到零价钯，并通过阳极氧化再生催化活性物种A，完成催化循环。
（图片来源：Chem. Sci.）
总结：
哥廷根大学Lutz Ackermann教授课题组首次实现了在瞬态导向基的辅助下，钯/电共催化高对映选择性地实现C-H键烯基化/烯丙基化，构建了一系列N-C轴手性的吲哚双芳环骨架。该反应条件温和，可以兼容多种不同种类的烯烃。利用此转化可以在无化学氧化剂的条件下，以较好的对映选择性获得一系列N-C轴手性骨架结构。
论文信息：
Enantioselective palladaelectro-catalyzed C–H olefinations and allylations for N–C axialchirality
Uttam Dhawa, ‡ Tomasz Wdowik, ‡ XiaoyanHou,‡ Binbin Yuan, João C. A. Oliveira and Lutz Ackermann *
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