Angew. Chem. :硫醚催化的烯丙基卤化物与芳基硼酸的交叉偶联

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开发新的碳-碳键构建方法是有机合成的一个重要目标。在丰富的碳-碳偶联反应工具箱中,芳基的烯丙基化是一种将侧链引入芳环的便捷方法。基于丰富的烯烃化学,烯丙基可以被转化为各种结构单元。过渡金属催化是实现这类Suzuki类型的Csp2-Csp3交叉偶联反应的主要手段。通常低价态过渡金属催化剂需要较为严格的惰性气氛和还原环境来保持良好的活性。此外,这类方法对于含有竞争性碳-卤素键以及易发生β-氢消除的底物,仍然存在局限性。因此,开发一类机制和选择性互补的有机催化偶联方法具有很大的吸引力。


香港科技大学黄湧课题组与深圳湾实验室坪山医药转化中心陈杰安团队合作发展了一类N-芳基吩噻嗪有机催化剂,可以在温和条件下实现芳基硼酸与烯丙基溴的交叉偶联反应。研究人员早期实现了首例硫醚催化的芳基硼酸和苄卤的偶联反应(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2693)。在使用苄卤偶联的催化剂时,作者发现烯丙基溴的偶联产率很低。进一步实验,亲电试剂的过渡消耗和催化剂的失活为主要原因。研究者对N-芳基吩噻嗪骨架进行了系统的修饰,最终发现具有船式构象的中心氮/硫环上的芳基取代基对于提升催化效率和选择性至关重要。



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硫醚催化的芳基苯硼酸烯丙基化反应适用于缺电子及富电子烯丙基溴。富电子及电中性芳基反应性良好。其中,芳基其他位置含有卤素取代的底物不受影响。天然产物及药物分子衍生物可以在相对温和的条件下实现偶联。该反应的一个局限性是缺电子芳基苯硼酸的产率很低,可能是由于芳基迁移步骤过于困难。论文所使用的硫醚催化剂初始是由Buchwald-Hartwig胺化反应制备的。考虑到可能存在钯残留催化反应,作者使用了无过渡金属的催化剂制备条件,所获得的催化剂效率保持不变。由于催化剂与烯丙基溴的反应平衡不利于硫盐的生成,作者通过分步的方法制备了硫盐,相应的硫叶立德可以使用LiHMDS在-78oC生成,加入芳基硼酸可以在室温下实现偶联。这一现象支持作者所提出的反应经由四价硼“ate”中间体,通过1,2-芳基迁移的催化机制。该工作实现了有机催化条件下的芳基-烯丙基交叉偶联,为药物分子的末期衍生提供了新的技术手段。研究数据在线发表于Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.202211408)

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文信息

A Thioether-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Allyl Halides and Arylboronic Acids

Jingwei Xu, Zhiqi He, Jiwei Zhang, Jiean Chen, Yong Huang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202211408




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