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
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
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
底物拓展
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
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
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