脂肪族1,3-二烯是一类催化1,2-二碳功能化的非理想底物，1,3-二烯反应时容易发生烯丙基重排，生成很多难以分离的异构产物混合物。在此研究中，作者发现脂肪族1,3-二烯在杂环卡宾(NHC)−Ni(0)催化剂的存在下，与芳基三氟乙酸酯和芳基金属试剂反应，高效地进行区域选择性1,2-二芳基化反应。可以得到含有三级或四级碳中心的产物，以及多功能生物活性物质中间体。

1,3-二烯是一种多功能的反应模块，可通过多种方法（包括1,2-和1,4-过渡金属催化功能化）转化为不同的其他分子。特别值得注意的是，金属催化的1,3-二烯的1,2-二碳官能化是一类很有用的转化反应，可以通过区域控制加上两个不同的基团，获得多种具有合成应用价值的不饱和加合物。

与已有的金属催化烯烃1,2 -二碳功能化反应相比，1,3-二烯功能化反应相对滞后。在过去的十年中，大多数报道的方法依赖于电子激活芳基1,3二烯作为高选择性的起始原料。这些转化过程首先是过渡金属催化剂双电子活化碳亲电试剂，而后末端碳碳双键的线性选择性碳金属化反应，再与一个有机金属亲核试剂反应。或者，亲电试剂单电子激活产生一个瞬态碳自由基，该碳自由基在与催化物质重新结合到最终产物之前，有选择性地加入到二烯中。

然而，反应性较差的脂肪族1,3-二烯的区域选择性反应在很大程度上结果是难以预测的。这是由于在加成过程中，这类二烯倾向于形成不对称的η3-π-烯丙基中间体，因而烯丙基重排成为必然，这就导致1,2-和1,4-加成异构体的非选择性生成。除了这个问题之外，还有E/Z异构化的可能，这将使得反应产物进一步复杂化。因此，迫切需要开发一种广泛应用的方法，促进脂肪族1,3-二烯的选择性加碳，以得到期待的区域异构(和立体异构)纯化合物。这也将为共轭多不饱和分子的区域控制反应的设计创造新机会。

作者所在课题组的主要兴趣集中在烯烃选择性功能化方案的开发及其在生物活性分子合成中的应用。最近，作者发现杂环卡宾(NHC)连接的镍(I)配合物可以促进末端烯烃的高效区域选择性功能化。作者设想，通过过渡态I的分支选择性碳化可以避免不必要的A的产生，从而使脂肪族1,3-二烯的1,2-二功能化拥有良好的区域选择性（图1b）。在此，作者提出了一种成功的区域选择性控制方法，通过使用带有NHC配体的有机镍(0)催化剂，诱导脂肪族1,3-二烯的区域选择性1,2-二芳基化(图1b)。

以1,3-二烯1a的1,2-二芳基化反应为模板反应，进行反应条件的筛选。通过对镍盐、配体、溶剂、反应温度的筛选得到最佳的反应条件。甲苯做溶剂，在40℃时，加入10 mol%的镍催化剂和15 mol%的配体L3，1a和3当量的2a、2当量的3a反应5 h，最终以80 %的产率得到目标产物4a，区域异构比r.r.值>92:8，其中末端碳碳双键被保留的副产物5的产率小于10 %。除此之外，还在反应体系中发现了2a、3a偶联或是交叉偶联形成的联芳基副产物。但是减少2a、3a的添加量又会使反应效率降低。其他基于N或者P的配体与Ni(Ⅱ)形成的配合物加入反应体系反应效果并不理想，这更凸显了NHC−Ni(0)催化剂在促进二芳基化方面独有的活性。

无论L3是被空间位阻更小的配体L1、L2还是空间位阻更大的配体L4取代，除了目标产物4a之外都会生成大量副产物5。此外，从L1到L3/L4，随着配体空间尺寸的增大，区域选择性有一明显的变化趋势，即随着配体空间尺寸的增加，区域选择性有所提高。这可能是由于空间位阻较大的NHC和1,3-二烯取代基之间的空间斥力增加（见图1b），导致两个相互竞争的过渡态TS I和TS II之间的能量差增大，从而在更大程度上有利于TS I。从L1到L3副产物5形成减少可归因于转金属化/还原消除（生成4a）的过程比分支选择性芳基镍化后产生的烷基镍中间体中的β-H消除（生成5）更有利。作者推断，拥有一定空间体积的L3可以提供适当的空间环境在不抑制2a转金属化的情况下，抑制C_β-H配位以及由此产生的β-H消除。使用1b作为模板底物，通过改变Ni(cod)₂和L3的量（图2）来评估催化剂添加量的影响。当催化剂添加量减少到<10 mol%时，4b的产率降低，但将添加量增加到20 mol% 4b的产率并不能进一步提高。

在得到最佳反应条件之后，作者开始进行反应底物的拓展。首先针对脂肪族1,3-二烯进行底物拓展改变双键上的取代基。不同的底物进行反应都得到了相应的产物，这些产物的收率在70-89 %，并且区域选择性≥91%。这些产物包括立体无环二取代烯烃 (4c-4f)，无环三取代烯烃 (4g-4h)，4p的合成表明采用此方法可以得到季碳立体中心。4q和4r的合成表明由复杂的生物活性分子制备的多不饱和底物在此镍催化体系中也是有效的底物，但是立体选择性不高。

接下来又对芳基三氟乙酸酯和芳基金属试剂进行了拓展。此反应对于邻对位上有吸电子取代基或是给电子取代基的芳基三氟乙酸酯都是可耐受的。除格氏试剂之外，采用锌试剂也可以得到良好的结果。芳基上有吸电子基或是给电子基的芳基溴化镁试剂也可以很好的进行反应。

接下来，作者进行了机理研究。首先作者采用脂肪族1,3-二烯即1b的Z式异构体作为原料进行反应，以85 %的收率和>98:2的r.r.值得到相应产物。碳碳双键的构型完全保留。这表明类似于A的烯丙基镍配合物不太可能出现在反应体系中。相反，反应可能是通过原位生成的NHC−Ni(0)物种与三氟甲磺酸酯氧化加成形成芳基镍络合物，然后通过末端双键的1,2-碳镍化反应生成假定的烷基镍中间体。2a不存在的情况下1a与3a使用化学计量的镍络合物的反应也证明了这一点。在没有转移剂的情况下，烷基镍中间体被迫进行β-H消除或质子分解分别得到7, 8。另一方面，二芳基化不太可能由与有机金属试剂的反应引发，因为在没有三氟甲磺酸酯存在的条件下1a和2a反应，转化率<2%。另一种途径，即在与PhMgBr偶联之前的区域选择性Heck反应（得到7）也可以被排除，因为在类似条件下将7与2a进行反应时，检测到反应并未发生。最后，从二烯基环丙烷9的二芳基化反应中分离得到77 %的4ar (r.r.值>98:2, d.r.值为2:1)，且没有开环迹象(图5b)，这再次证明了烯丙基镍物种与长寿命自由基都不可能是中间体，因为如果这两者作为中间体的话，会导致开环。

如图6所示，作者初步提出了一个镍介导的二芳基化机理。作者推测具有催化活性的NHC−Ni(0)物种ⅰ氧化插入三氟甲磺酸酯3会生成Ni(II)-芳基ⅱ，然后以分支选择的方式加到取代基较少的1,3-二烯1的碳碳双键上。该反应具有优越的区域选择性可能是因为在具有能量优势的分支选择性过渡态TS I（相对于线性选择性过渡态TS II）下，体积较大的L3和底物取代基之间的空间斥力最小。所得到的Ni(II)-烷基中间体ⅲ随后与芳基金属试剂2发生转金属化反应（得到 iv），随后iv还原消除得到目标产物。

综上所述，这篇文章介绍了脂肪族1,3-二烯在温和的镍催化条件下与三氟甲磺酸酯和有机金属试剂进行区域选择性1,2-二芳基化反应。反应的关键是使用空间位阻较大的有机镍配合物来触发区域选择性1,2-碳镍化反应，并防止在反应过程中产生有害的烯丙基镍中间体。通过这个反应很容易获得具有叔碳或季碳中心的二芳基化产物。