Fe与Ti是两种地壳中丰度高、价格低、毒性小且有生物兼容性的过渡金属。多数过渡金属参与或催化的反应需采用价格高的贵金属（Pd，Rh，Ru等）或毒性大的廉价金属（Ni等）；而单一Fe参与或催化的反应无论是在反应类型还是反应范围上都存在局限。近日，北京师范大学的段新方团队通过Fe/Ti协同作用，构建了新的芳烃邻位双官能团化方法学。
在芳烃相邻的两个碳上引入两个不同的官能团是有机化学中一项重要的转变，也是构建多取代芳烃及多环芳烃的高效手段。常见的方法有苯炔法和Catellani反应，利用这两种方法，可实现Nu/E型双官能团化；邻位双金属试剂则可实现E/E'型双官能团化。由于制备过程中易形成苯炔，邻位双金属试剂的制备和应用还非常有限，为数不多的几个实例也仅局限于含同种金属的试剂，如双Zn，双Al等试剂。到目前为止，含有过渡金属如Fe，Ti，Pd等邻位双金属试剂还未见报道，其中一个重要的原因可能是在形成邻位双金属络合物过程中，这些过渡金属容易形成苯炔络合物。
段新方团队数年来一直从事Fe/Ti协同催化反应（Chem. Commun. 2015, 51, 1124；Org. Lett. 2018, 20, 7942；Org. Lett. 2019, 21, 6471）。在本研究中，利用Fe/Ti的协同效应，设计制备了一种全新的1,2-Fe,Ti-芳基络合物。在这类双金属络合物中，Fe/Ti间的协同效应不但使Fe与Ti 稳定地“相邻而居”，而且还表现出不同的反应活性（F e中心的反应活性高于Ti中心）。利用这一差异，可以高选择性地引入两个不同官能团，为芳烃邻位双官能团化提供了新的高区域选择性方法。此外，利用这一类络合物，还可同时实施Nu/E和E/E’两类邻位双官能团化，并成功地应用于天然产物的合成和药物的后期衍生化（Late-Stage Diversification）。
这些发现显现出明显的1+12的效应；对Fe化学和双金属协同都有重要的意义。
这一成果近期发表在J. Am. Chem. Soc.上，文章的第一作者是北京师范大学博士研究生魏奕鸣。
论文信息：
https://doi.org/10.1021/jacs.2c13207
Synergism of Fe/Ti Enabled Regioselective Arene Difunctionalization
Yi-Ming Wei, Xiao-Di Ma, Meng-Fei Wang, and Xin-Fang Duan*
J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 1542−1547
