EurJOC:可见光诱导的α-CF3苯乙烯与芳基重氮盐和亲核试剂的双官能化反应

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在有机分子结构中引入三氟甲基(CF3)可以显著改变其物理、化学及生物性质,因此含三氟甲基的化合物在药物和农药研发领域发挥着重要作用。烯烃的自由基双官能化已经发展成为一种快速从简单的材料中构建复杂的分子的方法。由于三氟甲基的强吸电子性,三氟甲基烯烃的自由基双官能化鲜有报道。近日,西安交通大学段新华课题组报道了一种无金属、可见光诱导α-三氟甲基烯烃与芳基重氮盐和醇的芳基化/烷氧基化反应,该策略高效地合成了多种α-三氟甲基烷基醚类化合物。


在最佳反应条件下,作者先考察了芳基重氮盐的底物普适性(图1上)。结果表明含有供电子基团(3ca、3ga、3ha和3ka)和吸电子基团(3da-3fa、3ia和3ja)的芳基重氮盐都以中等至良好的收率得到了所需产物。带有强夺电子基团(NO2)二取代、萘和含氧杂环的底物也可以进行转化。随后,作者考察了烯烃的底物普适性(图1下)。结果表明该反应对烯烃的芳香环上取代基的电子和立体效应高度敏感。



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图 1 烯烃和芳基重氮盐底物拓展

此外,作者还考察了不同的亲核试剂(图2)。伯醇和仲醇均能以能以中等到良好的收率生成所需的产物4aa-4aj。遗憾的是,叔醇由于空间位阻不能完成这一转化。以水和叠氮化钠作为亲核试剂时,也能很好的完成这一转化。值得注意的是,在没有额外亲核剂的情况下,作者分离出了一种意想不到的芳基化/氟化产物4an。推测亲核的氟离子来源于四氟硼酸(BF4-)的解离,至此作者合成了一系列产率良好的多氟化产物。此外,他们还发现,在 Na2S2O5存在下,可得到四组分芳基磺酰化/烷氧基化产物5aa。多种重氮盐都适用于四组分反应,以中等至良好的收率提供产物 5ab-5af(图3)。

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图2 亲核试剂范围考察

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图3 四组分插砜反应

基于前期实验,作者提出了可能得反应机理。首先,2a通过光照或被激发态的4CzIPN单电子还原产生 4-甲基苯基自由基I。然后,中间体 I被烯烃1a捕获生成苄基自由基II,苄基自由基II与4CzIPN自由基负离子发生单电子氧化过程,生成正离子中间体III。其与MeOH发生亲核反应生成产物3aa。此外,自由基链式机制也不能排除,苄基自由基II也可被2a氧化,生成中间体III和芳基自由基I,进而完成反应。

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图4 机理研究

总之,作者开发了一种无金属、可见光诱导的α-三氟甲基烯烃与重氮盐和醇的芳基化/烷氧基化反应,为α-三氟甲基烷基醚的合成提供了一种简洁、高效的绿色方法。

文信息

Metal-Free and Visible Light-Induced Difunctionalizations of α-CF3 Styrenes with Aryl Diazonium Salts and Hetero Nucleophiles

Lu Zhang, Shuai Liu, Mingming Ma, Yuncheng Shen, Prof. Pin Gao, Prof. Li-Na Guo, Prof. Xin-Hua Duan


European Journal of Organic Chemistry 

DOI: 10.1002/ejoc.202300846




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