哥廷根大学Lutz Ackermann等报道了通过Fe作为催化剂对联烯分子的氢芳基化反应,该反应通过铁的弱配位作用进行。这种C-H键活化作用展现了较高的活性,通过对羰基弱配位作用产生较好的邻位区域选择性。作者对反应的机理进行研究,获得了反应中关键铁的环金属化中间体,并进行动力学研究,为该催化反应过程提供了比较充分的理解。作者通过DFT方法对反应机理进行模拟,发现了反应过程中Fe的自旋态可能变化。并且作者通过原位的NMR测试方法对催化反应中铁催化的烷基化反应过程进行研究。
本文要点:
反应优化。通过1倍量叔丁基苯甲酮、1.8倍量叔丁基正丁基丙二烯作为反应物,15 mol % [Fe(PMe3)4]作为催化剂,在40 ℃的甲基呋喃中反应,以95 %的收率得到烷基化产物。对反应溶剂进行筛选,结果显示在甲苯、正己烷、THF、二氧六环中都能获得>90 %的收率,但是作者选择甲基呋喃这种生物质来源的溶剂。同时降低Fe催化剂负载量至5 %,产率会降低至60 %。
反应机理。作者提出了一种可能的反应机理,其中Fe经过7中不同中间过渡态完成反应,其中配位环境改变的过程中导致了电子自旋态的变化。
参考文献
Antonis M. Messinis, Lars H. Finger, Lianrui Hu, and Lutz Ackermann*
Allenes for Versatile Iron-Catalyzed C–H Activation by Weak O-Coordination: Mechanistic Insights by Kinetics, Intermediate Isolation and Computation, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI:10.1021/jacs.0c04837
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c04837