通常的Ni催化的光还原碳-杂原子偶联反应经由Ni0/II进行,哈弗大学的Daniel G. Nocera等通过NiI/III催化循环实现了热催化偶联反应,该反应能够实现芳基溴化物的胺基化,酯化反应。在该反应中的发现说明,在通常的Ni光还原还原反应过程中,可能通过能量转移过程实现。
文章要点:
(1)分别对芳基溴的胺基化反应,醚化反应,酯化反应进行探索,发现碱的选择对反应的进行有较大影响。在优化后的条件中进行反应。
胺基反应。使用5 mol %(dme)NiBr2和0.1倍Zn0进行反应,加入1.8倍DABCO碱,在0.4 M的二甲基乙酰胺中室温反应。该反应对三氟甲基、乙酰基、氰基、酰胺基、氯取代的苯有兼容性。
(2)醚化反应。使用1 % (dtbbpy)NiCl2和0.02倍Zn0进行反应,加入1.1倍DBU或MTBD碱,在0.25 M THF中于40 ℃中反应。该反应对三氟乙醇、苯甲醇、环丁醇、甲醇有兼容性。
(3)酯化反应。使用5 % (dtbbpy)NiCl2和0.5倍Zn0进行反应,加入2倍量的HN(tBu)(iPr)碱,在0.2 M DMF中于40 ℃或60 ℃中反应。该反应对苯甲酸、Boc保护的吡咯烷甲酸有兼容性,对吡啶基溴化物、三氟甲基溴苯等有兼容性。
(4)反应机理。NiII催化剂在Zn0作用实现还原为NiI,随后芳基卤化物还原加成到Ni上,NiI氧化为NiIII,在亲核试剂和碱的作用下,亲核试剂加成到NiIII上,发生还原消除生成亲核试剂上取代芳基,NiIII还原为NiI。
参考文献
Rui Sun, Dr. Yangzhong Qin, Prof. Dr. Daniel G. Nocera*
General Paradigm in Photoredox Nickel‐Catalyzed Cross‐Coupling Allows for Light‐Free Access to Reactivity
Angew Chem Int Ed, 2020,
DOI: 10.1002/anie.201916398
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201916398