时间: 2025-02-20 15:57:13 | 作者: 特种活性剂
近来,比利时布鲁塞尔自在大学Gwilherm Evano与重庆大学蓝宇课题组报导了一种铑催化苯胺与芳基碘化物的直接邻位芳基化反响,该反响依赖于易得的氨基膦(aminophosphines)作为无痕导向基团。一起,该反响具有广泛的底物规模、杰出的官能团兼容性以及高收率,并且具有彻底的区域选择性。此外,芳基溴化物和三氟甲磺酸酯,也是适宜的底物,并且该战略还可扩展到二芳基化反响。机理研讨提醒了氨基膦的要害和共同效果,其不只是铑催化剂的底物,仍是铑催化剂的配体。文章链接DOI:10.1002/anie.202403553
邻芳基苯胺骨架广泛存在于天然产品、生物活性分子、药物和农业化学品中, 如Ismine 、 Dihydronitidine 、 Fluxapyroxad 、 Boscalid 、 Revefenacin 等( Figure 1A )。迄今为止,苯胺的直接邻位芳基化( Figure 1B-B2 )避免了运用预官能团化苯胺( Figure 1B-B1 ),但其主要依赖于芳基重氮鎓或二芳基碘鎓盐和芳炔前体,并且存在区域选择性低的坏处。此外,运用芳基卤化物直接进行邻位芳基化反响是另一种极具吸引力的战略( Figure 1B-B3 ),但该反响需运用强碱,然后约束了官能团的相容性,并且也存在区域选择性的问题。未处理上述的问题,运用导向基团辅佐的邻位芳基化反响,可完成高度的区域选择性( Figure 1B-B4 )。但是,大多数导向邻位芳基化反响常存在芳基化试剂有限,并存在副反响多等问题。近来,比利时布鲁塞尔自在大学 Gwilherm Evano与 重庆大学蓝宇课题组运用氨基膦作为无痕导向基团,完成了铑催化苯胺与芳基碘化物的直接邻位芳基化反响( Figure 1C )。 化学加——科学家创业合伙人,欢迎下载化学加APP重视。
首要,作者以含有氨基膦的苯胺(由氯膦与胺制备)1与4-碘代苯甲醚2a作为模型底物,进行了相关反响条件的挑选(Figure 2)。当运用苯胺的氮上含有-PPh2替代的1a为底物,以[Rh(COD)Cl]2(5 mol %)作为催化剂,K2CO3(2.0 equiv.)作为碱,在甲苯溶剂中110 oC反响20 h后,在4 M盐酸溶液中持续室温拌和5 min,能够82%的别离收率得到邻芳基化苯胺产品3a。
在取得上述最佳反响条件后,作者对芳基碘底物规模进行了扩展(Figure 3)。研讨标明,一系列不同电性替代的芳基碘以及杂芳基碘,均可顺畅反响,取得相应的产品3b-3x,收率为38-89%。有必要留意一下的是,该反响具有十分超卓的官能团兼容性,一系列活性的基团均与系统兼容,如卤素、羰基、烷氧羰基、醚、硫醚等。一起,由于空间位阻导致2-碘甲苯的收率偏低,如3g(38%收率)。此外,除了芳基碘化物,对溴苯甲醚与p-triflyloxy-苯甲醚,也是适宜的底物,如3a(42%收率)和3p(76%收率)。
其次,作者对氨基膦底物规模进行了扩展(Figure 4)。研讨标明,电中性(3e,3y)、富电子(3z-3ac)和缺电子(3ad-3ag)替代的氨基膦,均可顺顺畅利地进行芳基化反响,收率为27-88%。其间,由于“邻位效应”导致产品3ab的收率偏低。一起,N-苄基维护的氨基膦,能够52%的收率得到产品3ah。四氢喹啉衍生物,也能够84%的收率得到产品3al。
一起,作者还对非对称二芳基胺的底物规模进行了扩展(Figure 5)。研讨标明,芳基化均在最缺电子的芳基上进行,标明最酸性的C(sp2)-H键优先被活化。事实上,苯甲腈环在苯基(5a)或苯甲醚(5c)环上以彻底区域选择性进行芳基化,收率分别为51%和43%。而在苯甲醚和苯环一起存在的情况下,芳基化优先在苯环上进行,导致构成混合产品5b和5b’,份额为31:69,收率为69%。
此外,该战略还可用于一些杂乱分子的后期衍生化(Figure 6)。研讨标明,受维护的碘代苯丙氨酸(3aj)、雌酮衍生的芳基碘化物(3ak)和雌酮衍生的氨基膦(3al),均可顺顺畅利地进行反响,收率为47-58%。一起,雌酮衍生的氨基膦和芳基碘化物,也可直接进行偶联,能够43%的收率得到产品3am。
一起,经过对条件的优化,N-甲基苯胺也可直接进行邻,邻-二芳基化反响,取得相应的产品6a-6d,收率为62-72%(Figure 7)。
紧接着,作者对反响机理进行了进一步的研讨(Scheme 1)。首要,作者制备了可别离的单体铑(I)氨基膦合作物[Rh]Ia(Scheme 1a)。一起,[Rh]Ia与2b仅在参加1a的情况下,能够55%的收率得到产品3b(Scheme 1b)。因而,氨基膦的这种共同而明显的影响标明,它不只作为铑催化剂的底物,并且作为配体。这种配体的性质对芳基化的成功也至关重要,由于发现其他配体(如三苯基膦)不起效果。此外,单体铑(I)氨基膦合作物[Rh]Ia在彻底相同的条件下,也可催化1a与碘苯2b的芳基化反响,能够45%的别离收率得到产品3b(Scheme 1c)。
依据上述的研讨和相关文献的查阅,作者提出了三种或许的催化循环进程(Scheme 2)。首要,氨基膦1与[Rh(COD)Cl]2配位,生成单体铑(I)氨基膦合作物[Rh]I。在1与K2CO3存鄙人,[Rh]I进行解离、配体交流和配位,生成贱价铑(I)合作物[Rh]II。其次,触及邻位C-H活化或氧化加成,存在三种或许的途径。在path A中,合作物[Rh]II经协同金属化去质子化(CMD)型C-H活化,生成合作物[Rh]III。合作物[Rh]III与芳基碘化物2经氧化加成,生成铑(III)中间体[Rh]IV。中间体[Rh]IV经复原消除后,生成中间体[Rh]V。中间体[Rh]V与氨基膦1经配体交流以及酸性处理,生成邻位芳基化产品并再生活性催化剂[Rh]II,然后完毕催化循环。在path B中,合作物[Rh]II与氨基膦1经氧化加成,生成氢化铑(III)中间体[Rh]VI。中间体[Rh]VI经复原消除后,生成中间体[Rh]VII。中间体[Rh]VII与芳基碘化物2经氧化加成,生成铑(III)中间体[Rh]IV,然后与path A相一致。在path C中,合作物[Rh]II与芳基碘化物2经氧化加成,生成铑(III)中间体[Rh]VIII。中间体[Rh]VIII经协同金属化去质子化(CMD)型C-H活化,生成铑(III)中间体[Rh]IV,然后与path A相一致。
最终,重庆大学蓝宇课题组对上述铑催化苯胺的邻位芳基化的三种或许途径进行了相关的理论核算研讨(Figure 8)。
氘代试验依据成果得出,在path A中,在氨基膦基团存鄙人,配位的碳酸钾帮忙CMD型C-H活化是可逆的(Scheme 3a)。一起, C-I键氧化加成总活化自在能最高,解说了当从氨基膦1a及其全氘代类似物1aD5开始时观察到的选择性的缺失(Scheme 3b)。
比利时布鲁塞尔自在大学Gwilherm Evano与重庆大学蓝宇课题组报导了一种铑催化苯胺与芳基碘化物的直接邻位芳基化反响,该反响运用易得的氨基膦作为无痕导向基团,具有广泛的底物规模、杰出的官能团兼容性等特色。其次,该反响均以高收率得到相应的邻芳基化苯胺,没有一点竞争性二芳基化,并且具有彻底的区域选择性,并且该战略还能够扩展到运用过量的芳基碘化物进行二芳基化反响。机理研讨标明,氨基膦不只作为铑催化剂的底物,并且还作为反响的配体。
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