铜(I)环三磷腈三足三齿配合物催化2-吡咯烷酮N-芳基化的反应机制研究：与C-蝎型配体的比较分析

日本北里大学化学系团队针对2-吡咯烷酮N-芳基化反应效率问题，设计含环三磷腈三足配体的铜(I)配合物催化剂，发现其对缺电子芳基碘化物具有高催化活性，证实反应遵循SRN1单电子转移自由基链机制，为芳基化催化剂设计提供新思路。

　　

在有机合成领域，2-吡咯烷酮的N-芳基化反应是构建生物活性分子骨架的重要策略，但现有催化体系常面临电子效应与空间位阻的平衡难题。传统铜催化剂对富电子芳基碘化物的活化效率不足，且反应机制存在争议。日本北里大学（Kitasato University）化学系的Kazumasa Kajiyama团队创新性地将无机环三磷腈骨架引入配体设计，开发出具有三足三齿配位特性的铜(I)配合物，通过系统性对比C-蝎型配体催化性能，揭示了电子效应对反应路径的关键影响。

研究采用核磁共振表征配合物结构，通过控制实验考察不同取代基芳基碘化物的反应活性，结合动力学同位素效应验证反应机制。结果显示：含环三磷腈配体的铜(I)催化剂对缺电子芳基碘化物（如对硝基碘苯）的转化率高达92%，而富电子底物（如对甲氧基碘苯）仅获得65%产率，但空间位阻对反应影响微弱。通过捕获自由基中间体及ESR检测，证实反应经由S_RN1（单电子转移自由基链）机制，芳基碘化物先还原为自由基阴离子（ArI^•-）再引发链式反应。

在讨论部分，作者指出环三磷腈配体的刚性骨架可稳定铜活性中心，其磷氮杂环的强吸电子性促进SET过程，这一发现突破了传统蝎型配体的设计局限。论文发表于《Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements》，为开发非对称芳基化催化剂提供了理论依据，特别在抗抑郁药物瑞波西汀等含氮杂环化合物的合成中具有应用潜力。