【JACS】作为催化有机单电子还原剂的 1H-1,2,3-三唑-5-基卡宾

  • A+

1

        在单电子还原剂领域,目前大多数已知的还原剂要么是基于金属的试剂,以化学计量的量使用,要么是有机物质与催化剂的组合。然而,作者在这里报道了1H-1,2,3-三唑-5-基卡宾不仅作为化学计量的单电子给体,还可以作为催化有机还原剂,无需光催化剂。作为概念验证,作者团队研究了醌类化合物的还原过程,醌类化合物是参与各种生物和工业过程的众所周知的电子传递体。这项工作还为证明三唑盐碳酸酯加合物的形成提供了实验证据,它充当了催化循环的静息态和卡宾储库。

7

图片来源:JACS

        在过去的几十年中,稳定的单线态卡宾已经在有机、有机金属和医药化学以及材料科学等领域得到了广泛应用。在有机催化中,大多数应用是由于它们能够作为两电子给体的能力,正如它们在通过Breslow中间体(BI)触发醛的反极化反应中的应用所示。最近,在BI-烯醇酸盐作为有机还原剂的单电子过程已经建立。在这些报告中,作者的研究小组最近发现1H-1,2,3-三唑-5-基卡宾(一类介质离子卡宾)导致了强还原性的Breslow烯醇酸盐的形成,这些盐具有较低的半电位(E1/2 < −1.9 V vs SCE),可轻松还原芳基碘并引发多种不同的催化过程。与此同时,已经有研究认为噻唑-2-基卡宾本身可作为单电子给体,因此是有机还原剂的罕见例子。然而,MartinTomás-Mendivil等人的最新研究表明,在反应过程中,噻唑-2-基卡宾会发生二聚反应,导致相应的富电子烯烃的形成,而这类化合物已被证明是强有效的有机还原剂。尽管存在这个问题,但一个稳定的单线态卡宾是否能充当有机还原剂仍然是个问题。在这方面,一些研究小组已经探索了NHCs和环状(烷基)(氨基)卡宾(CAACs)的氧化,但从未能够分离相应的自由基阳离子。在所有情况下,这种物种立即从溶剂中提取氢原子,生成卡宾共轭酸(图1a)。由于后者是卡宾的直接前体,可以通过简单的去质子反应再生卡宾,作者设想一个质子化的卡宾作为催化循环的静息态,在该循环中卡宾充当单电子给体(图1b)。

        为了避免噻唑-2-基卡宾上述问题,作者选择使用1H-1,2,3-三唑-5-基卡宾A,因为介质离子卡宾不会发生二聚反应。作者报告了卡宾A作为化学计量和催化有机还原剂的用途。作为原理验证,作者团队选择研究醌的还原,因为这些化合物是参与各种生物和工业过程(H2O2)的经典电子传递体。除此之外,作者团队还对还原机理进行了详细研究,包括涉及的不同物种的表征。

标题:1H-1,2,3-Triazol-5-ylidenes as Catalytic Organic Single-Electron Reductants

作者:Mehdi Abdellaoui, Kai Oppel, Adam Vianna, Michele Soleilhavoup, Xiaoyu Yan, Mohand Melaimi*, and Guy Bertrand*

链接:https://doi.org/10.1021/jacs.3c14360

weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论:0