ACS Catal: 上海交通大学李长坤报道钴催化端炔二聚反应
纳米技术 纳米 2020-03-12

端炔分子在有机化学中是个非常重要的组成部分,能够用于构建多种功能性有机分子,但是构建端炔的方法还不是特别多,具有非常高的挑战性。1,3-烯炔分子不仅存在于在天然产物和生物活性分子中,此外能够用于生成各种芳基、联烯等分子。过渡金属催化炔烃二聚反应能够实现原子经济性生成1,3-烯炔分子。因此发展一种对大量端炔分子的通用方法是非常有价值的。目前有报道利用Au和Cu用于端炔的反应,其中炔烃的酸性是交叉产物选择性的控制因素,此外对产物的选择性同样是非常重要的因素。发现甲硅烷基取代的端炔,炔丙基醇(或胺)有更好的反应活性。这导致该方法中生成这种1,3-烯炔的方法中只对少数种类的分子可行。上海交通大学李长坤报道了一种钴催化下的端炔二聚反应,能够对更广泛的底物有非常好的适应性,并且体现了温和反应条件和高产率。

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本文要点

(1)   利用芳基炔和烷基炔在温和条件中实现了交叉二聚反应,该方法对一些官能团体现了容忍性,并能够实现高收率。该反应中对于气体炔烃同样适用。对配体分子进行了筛选,发现三磷配体有较好的效果,其中叔丁基取代的苯基邻二磷在催化反应中体现出最好的催化活性。对过渡金属进行了筛选,发现钴催化剂有较好的效果,经典的Pd(OAc)2和[Rh(cod)Cl]2催化剂在该催化反应中的催化效果非常弱(~20 %)。优化的反应条件显示:该反应在乙酸和THF混合溶剂中进行,反应需要的温度为30 oC,收率达90 %。

(2)   对炔烃的底物进行了拓展。在卤代苯、苯酚、吡啶、噻吩、环己烯等底物中体现了非常高的催化反应活性。进行了克级合成实验,在多个克级实验中都实现了~80 %的收率。通过同位素标记实验对催化反应的机理进行研究。通过X射线单晶方法、高分辨质谱方法对催化反应中间体进行了表征,验证了催化反应过程的机理。

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参考文献

Jia-Feng Chen; Changkun Li*
Cobalt-Catalyzed gem-Cross-Dimerization of Terminal Alkynes ACS Catal. 2020, 10, XXX, 3881-3889,DOI: 10.1021/acscatal.9b05078

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.9b05078


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