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(来源:ACS Catalysis)
近日,德国明斯特大学Frank Glorius课题组报道了一种温和且适用范围广泛的烯丙位C(sp3)-H键芳基化反应,该策略利用烯丙位C-H活化代替烯丙基金属物种的形成,无需使用预官能化的烯烃(Scheme 1C)。相关研究成果发表在ACS Catalysis上(DOI: 10.1021/acscatal.8b04677)。
作者认为,该反应的挑战性在于:(i)过渡金属(TM)、转金属化试剂、烯烃和氧化剂的使用通常导致Heck型产物的形成,因此C(sp3)-H活化/RhIII-烯丙基物种的形成必须优于芳烃的金属转移/迁移插入;(ii)为了避免芳烃自偶联,烯丙位芳基化反应必须比芳烃转金属化/C(sp2)-C(sp3)还原消除快2倍;(iii)催化剂必须能够区分顺式和反式π-烯丙基物种,以保证高度的非对映选择性。
首先,作者以(E)-2-戊烯为底物对反应条件进行了筛选。在[Cp*RhCl2]2(5.0 mol%)、AgSbF6(30 mol%)和AgOAc(3.0当量)存在下,(E)-2-戊烯能够与三(4-氟苯基)环硼氧烷反应,以60%的分离产率和11:1的E/Z比获得芳基化产物3aa。
随后作者考察了该反应的底物适用性(Scheme 2)。吸电子基取代的苯基环硼氧烷反应平稳,可以良好的产率和中等至优异的E/Z比得到所需产物。给电子基如叔丁基(2j)或甲氧基(2k)取代的底物可以获得中等产率和优异的E/Z比。对于(E)-4-辛烯,RhIII催化剂的选择性较差,产物为1.4:1的异构体混合物。大空间位阻的三(1-萘基)环硼氧烷(2i)也能以44%的产率形成目标产物。另外,该反应可用于合成带有丙磺舒药物骨架的产物3bm和衍生自苯丙氨酸的芳基化产物3bk。值得注意的是,烯丙位芳基化产物3ag可用于快速制备氟比洛芬(Scheme 3)。

(来源:ACS Catalysis)

(来源:ACS Catalysis)
最后,作者通过动力学同位素效应(KIE)对反应机理进行了研究(Scheme 4A)。实验表明C-H活化不是反应的限速步骤。进一步的氘代标记实验结果显示(Scheme 4B),C-H活化步骤或烯烃与金属中心的配位步骤是不可逆的。通过对添加剂的作用进行研究(Scheme 4C),作者发现AgSbF6可能具有双重作用,Ag+的配位作用弱,因此可以保证快速的卤素提取过程并且促进反应。反应动力学研究表明(Scheme 4D),SbF6-可能会降低转金属化速率并加速烯丙位C-H活化。

(来源:ACS Catalysis)
结语:德国明斯特大学Frank Glorius课题组开发了首个未活化烯烃的Suzuki-Miyaura型烯丙位芳基化偶联。该反应可用于合成抗炎药氟比洛芬。

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