邻苯二酮N-H亚胺与链烯基磷酸酯的钴催化定向C-H烯基化反应

钴-N-杂环卡宾（NHC）催化剂有效地促进了新戊酮N-H亚胺与链烯基磷酸酯的邻位 C-H烯基化反应。该反应可耐受各种取代的新戊酰胺N-H亚胺以及环状和无环链烯基磷酸酯。

关键词： 烯基化; C-C键形成; C-H激活; 钴; 亚胺

在过去的几十年中，过渡金属催化的，引导基团辅助的芳烃C-H活化反应已经被广泛研究，以提供用于合成官能化芳族化合物的广泛的原子和步骤经济方法[1-6]。在各种C-H转化中，由于烯基的合成多功能性，将烯基引入官能化芳烃的邻位已经引起了极大的关注。通过烯烃的脱氢Heck型反应，最广泛地实现了C-H烯基化[7-9]。同时，炔烃的氢化芳基化也被探索作为C-H烯基化的替代方法[10]。尽管取得了重大进展，但这些C-H烯基化歧管中的每一个都具有一些关键限制。例如，脱氢Heck反应通常限于活化的单取代烯烃（例如丙烯酸酯），并且对未活化和多取代的烯烃具有挑战性[11]。由于不存在相应的炔烃，炔烃的氢化芳基化不允许引入环烯基。鉴于这些限制，芳烃底物和链烯基亲电子试剂之间的偶联将为C-H烯基化提供补充方法[12]。特别地，通过烯基C-O键裂解的C-H烯基化已引起很多关注，因为相应的烯基亲电子试剂（例如，乙酸盐，磷酸盐）易于从酮中获得[13-17]。

在过去的几年中，我们和其他人在低价钴催化下开发了一系列与有机亲电试剂有针对性的芳烃C-H官能化反应[18-21]。特别是，我们的小组和Ackermann小组独立证明，钴-N-杂环卡宾（NHC）催化剂和格氏试剂的组合允许在氮导向的辅助下用有机卤化物和拟卤化物进行芳烃C-H官能化。团体[17,22-27]。在这方面，Ackermann 使用钴-NHC催化剂开发了一种温和有效的N-嘧啶基吲哚和吡咯与链烯基乙酸酯的C-H烯基化反应（方案1a）[17]。相同的催化体系也使用链烯基氨基甲酸酯，碳酸酯和磷酸酯促进烯基化。最近，我们使用不同的钴-NHC催化剂（方案1b）实现了与链烯基磷酸酯的N-芳基亚胺定向的芳烃C-H烯基化反应[ 方案1b ] [28]。同时，我们还证明了新戊酰基N-H亚胺是钴催化的芳烃C-H官能化反应的强有力的指导基团，例如烯烃的氢化芳基化和使用有机卤化物的烷基化/芳基化[29,30]。这些先前的研究促使我们扩大了钴催化用于C-H烯基化的范围，从而开发了邻位使用新的钴-NHC催化剂，将新戊酮N-H亚胺与链烯基磷酸酯进行C-H烯基化反应，这在本文中有报道（方案1c）。本烯基化具有温和的反应温度，并且显示出对各种取代的新戊酰胺N-H亚胺和链烯基磷酸酯的适用性。应该强调的是，对应的芳基腈和有机锂或格氏试剂可以容易地制备新戊酮N-H亚胺和相关的大体积N-H亚胺，而类似的N-取代亚胺由于缓慢的酮/胺缩合而难以合成。因此，本反应将补充N-芳基亚胺定向的烯基化。

本研究开始于筛选对苯二酚N-H亚胺1a和环己烯基磷酸酯2a之间偶联的反应条件（表1）。因此，在室温下，在CoBr 2（10mol％），配体（10-20mol ％）和t- BuCH 2 MgBr（2当量）的THF存在下进行反应。虽然单齿膦如PPh 3和PCy 3完全无效（表1条目1和2），常见的大体积NHC前体，如1,3-双（2,4,6-三甲基苯基）咪唑氯化物（IMes·HCl）和1,3-双（2,6-二异丙基苯基）咪唑氯化物（ IPr·HCl）促进偶联反应，得到所需的烯基化产物3aa，虽然产率适中（表1，条目3和4）。使用IMes·HCl和IPr·HCl（表1，条目5和6）或2,6-二乙基苯基类似物（IEt·HCl，表1，条目7）的饱和类似物未观察到显着改善。此外，NHC前体具有环己烷主链和2,6-二乙基苯基（L1·HBr），被证明是对乙酰苯丙酮N-H亚胺的C-H芳基化以及N-芳基亚胺的C-H烯基化的最佳配体（方案1a，b）[28,29]，对本反应特别有效（表1，条目8）。令我们高兴的是，我们观察到使用苯并的类似物IPr·HCl（L2·HCl）显着提高了反应效率，得到3aa，产率为88％，没有任何痕量的二烯基化产物（表1，条目9）。应该注意的是，与对苯二酚N-H亚胺的C-H芳基化和N-芳基亚胺的C-H烯基化不同（方案1a），b），添加TMEDA对于实现高反应效率不是必需的，而其原因仍不清楚。还要注意，本发明的反应可以使用相对便宜的磷酸二乙酯，而在N-芳基亚胺定向的烯基化反应中，使用磷酸二异丙酯对于获得更高和更可重复的产率是必要的