JACS:通过四嗪和光激发实现的镍催化脱烯基偶联

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碳碳单键的选择性可控制裂解对于近些年的有机合成研究非常重要,并且引起了广泛的关注。


  目前的相关类型转化全部都依赖于氢过氧化物或者臭氧化物进行,通过金属介导的烷氧基生成转换为碳碳键的均裂,同时产生副产物3、4。其中,碳中心自由基3,可以进行氧化等一系列转化。然而由于底物范围受限且烯烃臭氧化分解的选择性,该方法的应用范围受到了限制。基于此原因,北京大学罗佗平课题组将烯基与烷基连接的C(sp3)-C(sp2)键官能团化作为目标进行研究。


作者通过化合物1与6的杂D-A反应得到化合物7,可以在光激发下产生自由基,再通过镍催化进行C-C键的偶联。


  作者首先以7a和9作为模板底物进行了条件优化。在标准条件下可以获得65%的GC收率和62%的分离收率。


接下来作者优化了反应,用一锅法进行了底物拓展。


优化后的一锅法操作更加简便可靠,且仍能以不错的收率获得目标偶联产物。芳基上具有吸电子基的底物产率要高于给电子基底物。首先作者对单取代烯烃进行了底物拓展,对于二级和稳定的一级自由基均有中等或较好的产率。


该反应条件无法生成三级自由基偶联产物,与之前报道过的三级自由基与dtbbpy镍配体不利重组有关。接下来作者还对1,1-二取代烯烃进行了底物拓展。


接下来作者对反应机理进行了探究。

自由基清除剂TEMPO有效地捕获了产生的环己基自由基,以80%的核磁产率获得了TEMPO加成产物10而以53%的产率获得了哒嗪11相比之下,在热条件下仅观察到芳构化产物12。该结果与DHPs的结果形成对比,13a在光照和加热热条件下仅产生4-烷基转移产物(10)。环己基单元成功的从13a转移至11说明11在Minisci反应中是良好的自由基接受体,自由基正离子氧化比4-环己基均裂更有利。作者还计算了7a和13a的自由基阳离子和激发态物质的键解离自由能和焓,结果表明自由基更有可能涉及激发态的均裂。3e实验表明表明15和 Ni配合物都可以捕获自由基并在当前条件下进行还原消除。3f实验表明Ni(II)-Ar配合物参与了催化循环。基于以上实验,作者提出了3g机理。


    最后作者对该反应应用范围进行了研究,通过该方法合成了抗肿瘤药物pexidartinib。还对药物24进行了衍生化,在克级反应中,也能以13%和28%产率获得对应产物。


DOI:10.1021/jacs.1c05092


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