我们在此描述钴/ Xantphos催化的区域选择性加成简单的烯烃与苯乙酮衍生物，以高产率提供支化的高烯丙基醇，具有完美的支链选择性。反应的中间体是通过裂解简单末端烯烃的低反应性烯丙基C（sp 3）-H键而产生的亲核烯丙基钴（I）物质。
关键词： 烯烃; C-H激活; C（sp 3）-H键; 钴; 酮类
裂解非反应性烃的C-H键然后进行官能化应该是构建复杂分子而不事先引入反应性官能团的理想方法[1-9]。由于包括α-烯烃（C x H 2x）在内的末端烯烃大量存在于自然界中或易于获得，因此它们应该是C-C键形成反应的合适起始原料，以产生有价值的化合物如天然产物的有机骨架，药物和精细化学品。已经有大量的合成方法涉及催化C-C键构建与末端烯烃的双键（例如，Heck反应，羟基化，然后官能化，羧甲基化和烯烃复分解）[10-13]。然而，即使通过使用SeO 2牢固地确定了烯丙基C（sp 3）-H键的C-O键形成，与双键相邻的烯丙基C（sp 3）-H键的直接C-C键形成仍然不发达。[14]或CrO 3 / 3,5-二甲基吡唑[15]（烯型烯丙基氧化）。虽然到目前为止研究的催化烯丙基官能化最突出的工作被认为是使用化学计量的氧化剂形成钯催化的C-C键[16-22]，π-烯丙基钯中间体[23-25] 是一种亲电子物种，它只与亲核试剂发生反应。因此，由烯丙基C（sp 3）-H活化引发的与亲电子试剂反应的亲核π-烯丙基金属配合物的产生将是一项艰巨的挑战。为此，施耐德[26] ，金井[27] ，我们[28,29]报道在2017年催化烯丙基C（SP 3）烯烃反应羰基亲电子试剂如亚胺，酮和CO的-H活化2经由亲核烯丙基金属物种（图1）。然而，所用的底物限于烯丙基芳烃和1,4-烯炔，1,4-二烯衍生物和α-烯烃是完全未开发的。因此，下一个挑战是使用反应性较低的α-烯烃（p K a值为1-丙烯= 43）。在本文中，我们描述了烯丙基C（sp 3）-H加成的α-烯烃，主要是1-十一碳烯及其类似物，与酮类亲电试剂。
图1： 催化烯丙基C（sp 3）-H加成到羰基亲电子试剂的先例。
我们最初使用1当量的1-十一碳烯（1a）和3当量的苯乙酮（2a）作为起始材料进行了条件筛选（表1）。当根据我们先前建立的催化条件（Co（acac）2（10mol％），Xantphos（20mol％）和AlMe 3（1.0当量））[30]在DMA中在60℃下进行反应时，分支得到高烯丙基醇3aa，收率仅为23％，非对映选择性为1.6：1（表1，条目1）。恒定向C（sp 3）-H加成烯丙基苯胺至苯乙酮，表现出高线性选择性[29]，使用1a作为底物，观察到完美的分支选择性。当反应温度升高时，3aa的产率在90℃下提高至45％收率（表1，条目2和3）。将AlMe 3的量增加至1.5当量进一步将3aa的产率提高至54％产率（表1，条目4）。中等产率归因于衍生自1a的烯烃异构化产物的产生（参见下文）。然后我们改变了试剂1a和2a的当量。尽管当使用1：1比例的1a进行反应时，3aa的产率降低和2a（表1，条目5），使用过量的1a（3当量）大大提高了产率至70％（表1，条目6：优化条件）。当1-十八烯（1b）经受优化的反应条件而不加入2a时，仅获得内烯烃（位置和几何异构体的混合物），产率为97％。通过1 H NMR分析显示该混合物含有约60％的2-十八烯（E / Z混合物）。
确定了反应条件后，我们使用过量的1-十一碳烯（1a，3当量，图2）筛选了取代的苯乙酮衍生物的范围和限制。电子和中性供电子取代基，如H（2A）中，Me（2B）和OMe（2C）在对位上有效地促进烯丙基C（SP 3）-H另外，在其中的反应2A所能按比例放大（1mmol），得到3aa，产率略高（78％）。吸电子取代基如F（2d）和CO 2 Me（2e）也以相似的水平促进反应而不损害酯官能度。此外，2-苯并苯酮（2f）和苯丙酮（2g）耐受良好，选择性地提供支化产物，产率超过60％。然而，p- CF 3 -苯乙酮（18％），丙酮（14％），环己酮（29％）和二苯甲酮（25％）不适合用于添加1a的 C（sp 3）-H （图中未示出） ）。
我们接下来检查了几种α-烯烃1（3当量）的烯丙基C（sp 3）-H加成苯乙酮（2a）。不仅1-十一碳烯（1a）而且1-十八碳烯（1b）和6-苯基-1-己烯（1c）是可耐受的，以约70％的产率提供相应的产物，具有完美的支链选择性（图3）。虽然烯丙基C（SP 3）α烯烃-H键是弱酸性的（对ķ 一个 -1-丙烯= 43的值），但值得注意的是烯丙基的C热裂解（SP 3）-H键可以不使用与酮反应而不是使烯丙基C（sp 3）-H键去质子化的高碱性有机锂或有机镁试剂（格氏试剂）。
基于观察到的完美分支选择性，我们提出了将1-十一碳烯（1a）的C（sp 3）-H加成到苯乙酮（2a，图4）的催化循环。首先，甲基钴（I）I应该由Co（acac）2，Xantphos和AlMe 3产生[28,29]。氧化加成的烯丙基C（SP的3）-H键我将着手，得到η 3 -allylcobalt（III）中间体II，其互变异构至η 1个 -allylcobalt（III） 上一篇文章 : 用高价碘试剂合成螺环支架 下一篇文章 : 石墨烯的功能化：有机化学是否重要？