不對稱金屬卡賓插入X-H鍵反應是構建手性C-X常用的方法。一般來說，此類反應對底物有較多限制，比如卡賓前體是既有給電子基團也有吸電子基團，而吸電子基團如羧酸酯的存在來穩(wěn)定卡賓中間體使反應得以順利實現。反應機理也大多以1,2-質子遷移為主。
對于兩個給體的不對稱X-H鍵插入反應，該類反應較難實現。僅有的幾例報道也是集中在用較軟的Si, B等親核試劑。相對來講因為反應機理稍有不同，較硬的親核試劑如N,S,O等的給體卡賓插入反應尚未實現。
在前期工作基礎上，孫江濤課題組和北京大學深圳研究院的張欣豪課題組合作，以烯炔酮為卡賓前體，吡啶酮為親核試劑，實現了呋喃卡賓的N-H鍵插入反應。也是第一次實現了給體卡賓的N-H鍵插入反應，通過計算揭示了全新的不對稱1,4-質子轉移機理。
由于2-吡啶酮在溶液中有吡啶酮和羥基吡啶兩種形式存在，為兩可親核試劑，即既有氧親核性也有氮親核性，且由于氧的電負性較大，此前的吡啶酮卡賓插入反應也以O-H鍵插入為主。我們通過計算揭示了此反應的極高的氮選擇性反應機理。
該研究成果近期發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上，也是課題組2014年來在該期刊上發(fā)表的第8篇通訊論文。論文鏈接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104708。
