研究论文介绍

JACS:镍催化非活化二级烷基亲电试剂与CO的羰基化Negishi交叉偶联反应方法学

作者:杉杉

导读:

近日,华东理工大学的陈宜峰课题组在J. Am. Chem. Soc. 中发表论文,报道一种全新的镍催化非活化二级烷基亲电试剂、CO (1 atm)与有机锌试剂的羰基化Negishi交叉偶联反应方法学,进而成功完成一系列非对称二烷基酮分子的构建。

Nickel-Catalyzed Carbonylative Negishi Cross-Coupling of Unactivated Secondary Alkyl Electrophiles with 1 atm CO Gas

Y. Zhang, Q. Cao, Y. Xi, X. Wu, J. Qu, Y. Chen, J. Am. Chem. Soc.2024, 146, 7971. doi: 10.1021/jacs.4c02023.

正文:

酮骨架广泛存在于各类天然产物、药物以及材料分子中,并可参与多种有机反应。并且,在过去的几十年里,已经成功设计出多种构建酮分子的合成转化策略 (Scheme 1a) [1]。然而,通过非活化烷基卤、碳基有机金属亲核试剂与CO在温和条件下进行三组分羰基化交叉偶联反应方法学,目前仍有待进一步的研究报道 (Scheme 1b)。受到近年来配体加速镍催化羰基化交叉偶联反应方法学[2]、CO作为羰基源[2]以及镍介导有机锌的羰基化偶联反应方法学(Scheme 1b-i) [4]相关研究报道的启发,这里,华东理工大学的陈宜峰课题组报道一种全新的镍催化非活化二级烷基亲电试剂、CO (1 atm)与有机锌试剂的羰基化Negishi交叉偶联反应方法学,进而成功完成一系列非对称二烷基酮分子的构建 (Scheme 1b-ii)。

首先,作者采用N-Boc-4-碘哌啶1anBuZnCl 2a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CO (1 atm)作为羰基源,NiCl2·DME作为催化剂,L16作为配体,LiI作为添加剂,在DMA反应溶剂中,反应温度为50oC,最终获得85%分离收率的产物3a

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列非活化烷基亲电试剂底物 (Scheme 2)以及有机锌试剂底物 (Scheme 3)的应用范围进行深入研究。

接下来,作者对上述偶联过程的反应机理进行进一步研究  (Schemes 4a-4e)。基于上述的实验研究,作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 4f)。

总结:华东理工大学的陈宜峰课题组报道一种全新的镍催化非活化二级烷基亲电试剂、CO (1 atm)与有机锌试剂的羰基化Negishi交叉偶联反应方法学,进而成功完成一系列非对称二烷基酮分子的构建。这一全新的偶联合成转化策略具有底物范围广泛以及优良的官能团兼容性等优势。

参考文献:

  • [1] A. Schoenberg, R. F. Heck, J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 7761. doi:10.1021/ja00832a024.
  • [2] X. Chen, G. Chen, Z. Lian, Chin. J. Chem. 2024, 42, 177. doi:10.1002/cjoc.202300426.
  • [3] S. J. Ton, K. T. Neumann, P. Norby, T. Skrydstrup, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 17816. doi:10.1021/jacs.1c09170.
  • [4] A. S. Donslund, S. S. Pedersen, C. Gaardbo, K. T. Neumann, L. Kingston, C. S. Elmore, T. Skrydstrup, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 8099. doi:10.1002/anie.201916391.

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