研究论文介绍

Green Chem.:铑催化电化学[2+2+2]环三聚反应方法学

作者:杉杉

导读:

近日,南昌航空大学的李金恒等课题组在Green Chem.中发表论文,报道一种全新的铑催化电化学1,3-丁炔衍生物的[2+2+2]环三聚反应方法学,进而成功完成一系列六取代芳烃分子的构建。

Rhodium-Catalyzed Electrochemical [2+2+2] Cyclotrimerization of 1,3-Butadiynes toward Hexasubstituted Arenes

M. Luo, G. Lv, J. Qin, C. Xu, Y. Li, J. Li, Green Chem. 2023, ASAP. doi: 10.1039/D3GC02831C.

正文:

炔烃的[2+2+2]环三聚反应方法学是合成多取代芳烃的一种强大且原子经济的合成策略。并且,在过去的几十年里,已经成功设计出多种过渡金属催化炔烃的[2+2+2]环三聚反应方法学 (Scheme 1a) [1]。然而,此类方法学常存在官能团兼容性差等问题。受到近年来协同过渡金属电化学催化反应方法学 (Scheme 1b) [2]-[3]相关研究报道的启发,这里,南昌航空大学的李金恒等课题组报道一种全新的铑催化电化学1,3-丁炔衍生物的[2+2+2]环三聚反应方法学,进而成功完成一系列六取代芳烃分子的构建 (Scheme 1c)。

首先,作者采用1,4-二苯基丁-1,3-二炔1a作为模型底物,进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为:采用RVC(+)/Pt(-)作为电极,电流为8 mA,nBu4NBF4作为电解质,[Cp*RhCl2]2作为催化剂,NaOAc作为添加剂,在DCE反应溶剂中,反应温度为60 oC,最终获得81%收率的产物2a

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列1,3-丁二炔衍生物(Table 2)的应用范围进行深入研究。

之后,该小组通过对化合物2f在不同金属离子存在下的荧光发射光谱研究表明,2f对特定的金属离子(Fe3+)具有选择性 (Figure 1)。

基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道[4],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 2)。

总结:南昌航空大学的李金恒等课题组报道一种全新的铑催化电化学1,3-丁炔衍生物的[2+2+2]环三聚反应方法学,进而成功完成一系列六取代芳烃分子的构建。这一全新的环三聚合成转化策略具有优良的官能团兼容性、优异的区域选择性以及高原子经济性等优势。

参考文献:

  • [1] A. Sen, T. Sato, A. Ohno, H. Baek, A. Muranaka, Y. M. A. Yamada, JACS Au 2021, 1, 2080. doi:10.1021/jacsau.1c00360.
  • [2] K. Liang, L. Lu, X. Liu, D. Yang, S. Wang, Y. Gao, H. Alhumade, H. Yi, A. Lei, ACS Catal. 2021, 11, 14892. doi:10.1021/acscatal.1c04639.
  • [3] S. Arepally, P. Nandhakumar, G. A. González-Montiel, A. Dzhaparova, G. Kim, A. Ma, K. M. Nam, H. Yang, P. H. Y. Cheong, J. K. Park, ACS Catal. 2022, 12, 6874. doi:10.1021/acscatal.2c01404.
  • [4] Z. Guo, J. Zhang, J. Zhang, M. Xie, Org. Lett. 2022, 24, 7784. doi:10.1021/acs.orglett.2c03122.

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