Angew: 芳基氟化物的间位芳基化反应
纳米技术 纳米 2020-04-25

氟能够显著改善邻位的金属化过程,通过这种作用,Scipps研究所的余金权等开发了活化的降冰片烯(norbornene)实现了对邻位-钯中间体稳定,并紧接着在C-H键反应在间位进行,进而实现了对芳烃氟化物的间位C-H键活化。通过氘代实验发现,该反应首先通过邻位C-H键活化,并经过间位的进行。这种双配体系统可以实现对简单的苯和其他芳烃进行芳基化反应,并展现出较好的产率和位点选择性。

本文要点:

(1)反应优化。使用间甲基氟苯和对甲酸甲酯碘苯(2倍量)作为反应物,加入10 % mol Pd(OAc)2、甲酸甲酯修饰的降冰片烯NBE(1.5倍量)、AgOAc(3倍量)在0.4 M 六氟异丙醇中于100 ℃中反应20 h。对配体进行筛选,结果显示3-NHAc-5-CF3-2-吡啶、2-甲基-5-三氟甲基吡啶混合配体和甲酸甲酯取代的降冰片烯体系有最好的催化反应活性65 %(3-NHAc-5-CF3-2-吡啶单独配体的反应基本无产物生成、单独2-甲基-5-三氟甲基吡啶配体的产率为16 %)。当使用未修饰甲酸甲酯的降冰片烯,该反应无产物生成;甲酸三氟乙醇酯修饰、甲酸三氟异丙醇修饰的降冰片烯分别有48 %和32 %的反应产率。产物拓展结果显示,该反应对甲基、正丁基、氯、甲氧基、乙酸甲酯基、三氟乙基取代的芳烃有兼容性,大部分的反应中能够以中等收率得到产物。该反应同样对一些没有氟的底物(烷基取代)有反应性,比如对邻二甲苯有77 %的产率,对邻甲基乙苯有70 %的产率。该反应同样对多种芳基碘(芳环上碘的对位上乙酰基、氯、醛基取代;α-位CF3取代的吡啶)底物有兼容性,能够以中等收率进行反应。

(2)催化反应机理。Pd(II)Ln对芳基氟化物的邻位C-H键活化,生成对应的Pd(II)中间体,随后对降冰片烯插入反应到芳基的邻位C上,随后Pd(II)进一步对间位的C-H键活化,生成对应的间位活化Pd(II)中间体。芳基碘化物氧化加成到间位Pd(II)上生成Pd(IV)中间体,随后还原消除,碘化物的芳基加成到间位上,生成对应的Pd(II)物种。进一步的,降冰片烯和Pd(II)从分子中消除,生成间位芳基取代的产物。

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参考文献

Luo-Yan Liu, Jennifer X. Qiao, Kap-Sun Yeung, William R. Ewing, Jin-Quan Yu*

meta‐Selective C–H Arylation of Fluoroarenes and Simple Arenes,Angew. Chem. Int. Ed. 2020,

DOI:10.1002/anie.202002865

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002865


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