ACS Catal:EDA电子给受体光催化芳烃烷基化/三氟甲基化
纳米技术 纳米 2020-10-18

电子给体-受体(EDA)复合物能够在温和条件中通过选择性光激发过程可控的产生自由基,但是光激发复合物通过反向电子转移过程发生快速的失活,导致其在合成方法学中的应用受到抑制。有鉴于此,密歇根大学Corey R. J. Stephenson等报道了2-甲氧基萘、酰化异烟酸乙酯组成的EDA结构,该结构在光激发过程中能够发生快速的N-O键切断,这种过程缓解了反向电荷转移,同时能够使给体快速重生,展示了催化过程中的EDA光化学过程,该系统能够用于可见光驱动三氟甲基化、Minisci烷基化反应,作者通过N-Boc吡咯-2-羧酸甲酯的三氟甲基化流动相克级反应,验证了该反应的实用性。

本文要点:

(1)

反应优化。首先作者考察了EDA结构中电子给体结构(萘、2-甲氧基萘、芘)的光催化活性,在390 nm,456 nm,525 nm光作用中,2-甲氧基萘结构都显示最好的三氟甲基化反应产率。

以N-Boc吡咯-2-羧酸甲酯作为反应物,加入2倍量N-氧化-异烟酸乙酯/4倍量TFAA作为EDA电子受体,10 mol % 2-甲氧基萘作为电子给体,加入CaCl2,在硝基甲烷溶剂中反应,实现了47 %的产率。

(2)

反应机理。EDA电子给体-受体复合物在可见光中激发,生成4-甲酸乙酯吡啶、烷基自由基、2-甲氧基萘阳离子自由基,随后烷基自由基和芳基反应物生成芳基自由基,通过SET单电子转移反应,生成烷基化芳烃物种,同时2-甲氧基萘阳离子自由基淬灭为2-甲氧基萘。随后进行下一轮催化循环。

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参考文献

Edward J. McClain, Timothy M. Monos, Mayuko Mori, Joel W. Beatty, and Corey R. J. Stephenson*

Design and Implementation of a Catalytic Electron Donor–Acceptor Complex Platform for Radical Trifluoromethylation and Alkylation, ACS Catal. 2020, 10, XXX, 12636-12641

DOI: 10.1021/acscatal.0c03837

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03837


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