Nature Chem(亮点):电子供体-受体复合物芳烃C-H键官能团化
纳米技术 纳米 2023-01-02

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近期人们发现光激发的电子供体-受体复合物是一种符合可持续发展需求产生自由基物种的选择性和多功能体系。但是电子供体-受体复合物体系在用于生成芳基自由基物种时,由于芳基自由基前驱体的电子结构导致通常局限在缺电子的芳基卤化物。因此电子供体-受体复合物难以成为合成芳基自由基的普适性方法。

近日,曼彻斯特大学David J. Procter等报道发现当使用三芳基硫鎓盐(triarylsulfonium)作为电子受体,能够与催化量的有机胺供体组成电子供体-受体复合物。通过形成硫鎓盐,芳基自由基的电子性质变得无关紧要,而且能够以位点选择性的方式在原料芳烃的某个C-H键进行亚磺酰化(sulfenylation)反应。通过这个反应能够对芳烃C-H键进行位点选择性官能团化。基于此,作者发展了无需使用金属的芳烃烷基化/氰基化方法学,将其应用于合成药物活性分子和农药,以及对药物活性分子和农药进行后期官能团化修饰。

俄亥俄州立大学David A. Nagib对这项工作进行总结和评论。

本文要点

(1)

这种通过受体-供体EDA方式进行C-H键芳基化的方法关键的步骤是芳基亚磺酰阳离子3是个非常好的受体,三芳基胺4是个可调控的供体,通过调控能够实现对反应速率和反应选择性的控制。通过吸收光谱发生红移的现象说明反应过程中形成了EDA复合物,而且通过工作曲线发现当电子供体和电子受体的比例为1:1时,具有最强的光吸收。测试发现光催化反应的量子产率非常低,说明反应过程基本上不含有链式传播。

(2)

作者通过对含有不同立体位阻和不同电子效应取代基的底物测试反应活性,说明该反应具有广泛的兼容性。而且,与目前大多数方法不同,这种方法在氰基化和烷基化反应过程同样表现非常好的区域选择性。这个反应方法学整体上表现在底物氧/氮取代基的对位(当对位占据时,选择在邻位)选择性。

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参考文献

Taylor N. Bednar & David A. Nagib, Radical arenes, Nature Chem 2022

DOI: 10.1038/s41557-022-01109-6

https://www.nature.com/articles/s41557-022-01109-6

 

Abhishek Dewanji, Leendert van Dalsen, James A. Rossi-Ashton, Eloise Gasson, Giacomo E. M. Crisenza & David J. Procter, A general arene C–H functionalization strategy via electron donor–acceptor complex photoactivation, Nature Chem 2022

DOI: 10.1038/s41557-022-01092-y

https://www.nature.com/articles/s41557-022-01092-y


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