【方法学】Feringa《Nature Catalysis》Pd催化炔基锂交叉偶联

引言

第一作作者是Hugo Helbert
通讯作者是Ben L. Feringa教授
该研究报道了钯催化炔基锂交叉偶联,实现芳基炔烃的制备
1
 简介

炔烃与有机分子的结合是形成C-C键的最有价值的转变之一,并为进一步的修饰提供了一个通用的处理方法。

由于炔烃合成上的具有多功能性,炔烃可以作为其他化合物的有效官能团进行转化。该功能在(生物活性)天然产品中存在,并在click化学、生物正交标记、制药、大分子和分子电子学等领域得到了广泛应用。

羰基的一碳同系化反应(如Corey-Fuchs、Seyferth-Gilbert和Ohira-Bestmann反应),可以在非催化方式下合成炔烃,也可以通过双卤代烷烃的双脱氢卤化反应进行制备。在现代合成中,炔烃官能团通常是通过末端炔烃的催化交叉偶联而形成的。

这类反应中最著名和应用最广泛的是过渡金属催化有机(伪)卤化物与炔烃的交叉偶联反应,通常称为Sonogashira反应。

尽管该反应在制备C-C键时候具有重要应用,但是通常需要高温、长时间的反应,或者是需要多金属共催化剂

通过微波方法,可以缩短反应时间;当然,通过超声波的办法,也可以促使反应在室温下进行。

但是,芳基卤化物和炔基锂之间的交叉偶联反应,报道是非常有限的。作者早期研究了钯催化有机锂C(sp2)–C(sp2)和C(sp2)–C(sp3)在室温下进行的偶联反应。因此,作者致力于完成C(sp2)–C(sp) 的交叉偶联

在此,作者提出了一种高效的方法来构建芳基乙炔(可扩展到数克)通过锂乙炔与普通芳基和烯基溴的交叉偶联

2

探索与优化

作者提出的CO2促进的脂肪族胺α-烷基化/内酰胺化的机理循环:

MOM保护的3-溴苯酚1与TMS乙炔锂在甲苯中,使用钯催化尝试反应
经过优化,使用Pd2(dba)2/XPhos,可以获得期望的偶联炔烃2,收率达到98%
进一步筛选,发现使用Pd[P(tBu)3]2/O2催化体系,5mol%催化剂载量,室温反应30分钟,可以>99%收率获得炔烃2
后来,使用[Pd(u-l)P(tBu)3]2为催化剂,反应时间可以缩短至15分钟完成,并且催化剂用量降至2.5 mol%,仍然可以保持>99%的转化率
3

底物拓展

获得该反应的最佳条件后,作者进行底物适用性研究:
结果可知,芳基溴代烃的芳基上为炔电子或者富电子取代时,均可以获得优秀产率的炔烃偶联产物,并且取代位置对反应的产率影响较小
反应对杂芳环具有良好的兼容性,都可以获得令人满意的结果
另外,对于有机锂具有敏感性的底物,同样可以进行该反应,并且官能团兼容性好
最后,作者还尝试了多溴代芳烃进行多重偶联,结果是非常美好的。这些产物,进一步地可以进行多种多样的转化,在有机合成、材料化学、生物医药中都可以发挥巨大的作用
接下来,作者进一步研究炔烃和芳烃取代基的影响:
炔烃上脂肪族取代时候,芳环上为给电子的甲氧基或强吸电子的三氟甲基,反应都是可以顺利进行的
另外,(杂)芳基炔基锂,同样可以获得高收率的炔烃化合物
后面,作者还尝试了炔烃上存在硅基醚、氨基、醚键和缩醛等官能团,反应收率同样令人满意
作者将开发的方法,与早期文献报道的方法进行对比:
结果可知,早期文献报道的方法,通常需要高温、反应时间长,还可能存在收率低等问题。而采用作者现在开发的方法,只需要在室温条件下进行反应,通常反应在45分钟即可完成,大部分收率优秀!
应用该方法,进行了克级试验,反应仍然可以高收率制备所需炔烃
表明开发的方法具有非常实用的价值
评述
作者开发的这个交叉偶联方法,使得炔烃的制备可以在室温下温和的条件进行,并且反应时间短,收率高,还可以进行克级合成,具有非常好的实用意义;另外,该反应底物适用范围宽泛,对多种官能团具有良好的兼容性,是一个不可多得的反应

化解 chem,一起全合成
(0)

相关推荐