铜/手性磷酸催化烯烃不对称自由基胺芳基化

含β-芳基/α-季碳中心的吡咯烷是一类重要的手性吡咯烷类化合物.目前该类化合物的不对称合成主要是通过钯催化含氮烯烃底物与各类芳基前体的不对称胺芳基化反应来实现的.在这里报道了一种反应机理不同于上述反应的不对称胺芳基化新方法.利用本课题组之前发展的一价铜/手性磷酸组成的金属手性阴离子单电子催化体系成功实现了含氮烯烃底物与芳基重氮盐的不对称自由基的胺芳基化反应,以中等收率和中等至良好的对映选择性得到含β-芳基/α-季碳中心的吡咯烷类化合物.     

芳基乙烯基硅烷与芳基卤代物的Hiyama偶联反应（英文）

Hiyama偶联反应已经发展成为一种构筑C—C键的常用方法,尤其是在芳基-芳基和芳基-烯基偶联反应领域.Hiyama偶联反应通常需要使用R—SiF₃、R—Si(OMe)₃等活性高但稳定性差的有机硅试剂,发展基于稳定硅烷的Hiyama偶联反应是该领域重要的研究方向.报道了一类钯催化芳基乙烯基硅烷和芳基卤代物的交叉偶联反应,利用芳基乙烯基硅烷实现芳基化反应.反应具有较好的官能团兼容性,为制备二芳基类化合物提供了一种简便高效的途径.     

镍催化α,β-不饱和醛的选择性α,β-双芳基化反应

三组分双官能化反应是一种高效、简便构建C―C键、C―X键的方式. 双键广泛存在于众多有机化合物中, 对双键的双官能化反应研究有巨大的应用潜力. 本工作以Ni(COD)₂为催化剂, 以芳基溴化镁、芳基溴化物为芳基化试剂, 实现了3-芳基-2-丙烯醛亚胺中碳碳双键的双芳基化反应. 该反应建立了一个新的镍催化α,β-不饱和醛的α,β-双芳基化方法, 可以高度区域选择性地向底物分子中引入两个不同取代的芳环, 得到多种2,3,3-三芳基丙醛骨架的产物. 利用这一反应作为核心步骤实现了天然产物Quebecol的简便合成. 机理研究表明, 该反应可能经历了亲核加成、金属交换、还原消除的历程.     

可见光光催化:缺电子杂环、苯环与芳基偶氮盐的直接芳基化偶联反应

发展了可见光照射下Ru(bpy)₃(PF₆)₂催化缺电子杂环C-H活化与芳基偶氮盐的交叉偶联反应.在室温、可见光照射下,各种缺电子杂环与芳基偶氮盐发生高效的偶联反应,同时在相似的条件下,普通苯环也能有效地与芳基偶氮盐偶联形成新C-C键化合物.     

Pd(Ⅱ)催化的芳基次膦酸衍生物C-H键活化芳基化反应及衍生化反应

通过对钯催化的不同次膦酸衍生物芳基偶联反应的深入探索,发现在Pd(OAc)2作催化剂,Ag2CO3作氧化剂,对苯醌(BQ)作添加剂的反应条件下,可以高效地实现芳基次膦酰胺邻位C—H键的直接芳基化。机理研究表明,芳基次膦酰胺邻位C—H键活化芳基偶联反应经历了Pd(0)到Pd(Ⅱ)的催化循环。在对偶联产物衍生化的研究过程中,发现芳基次膦酰胺化合物可以高效地转化为芳基次膦酸酯和芳基膦化氢,收率分别为98%和82%。因此,本文报道的实验结果可以为多芳基膦化合物的合成提供一个新的方法。     

芳基碘鎓盐促进芳基化反应的应用

二芳基碘鎓盐属于有机高价碘化合物,具有无毒、反应条件温和以及良好的选择性等优点,在有机合成中具有重要地位,受到广大化学工作者的关注。近年来,利用二芳基碘鎓盐在金属催化下进行的芳基化反应为一些难以合成的杂环化合物的合成提供了简便、高效的方法;同时,二芳基碘鎓盐在无催化剂下进行的芳基化反应,为C—C偶联反应开辟了新的绿色合成路线。本文综述了近年来二芳基碘鎓盐在有机合成中促进芳基化反应的最新进展,着重介绍了利用二芳基碘鎓盐作为芳基化试剂与有机金属试剂、烯烃和炔烃类以及杂环化合物进行芳基化反应的研究;总结了二芳基碘鎓盐与杂环化合物反应中钯催化和铜催化下芳基化反应的机理,最后对二芳基碘鎓盐在今后有机合成中的应用作出了展望。     

电化学条件下富电子芳烃的C—H官能团化实现烯烃的1,2-二芳基化

传统的烯烃二芳基化主要手段是,先通过过渡金属催化的芳基亲电试剂与烯烃发生交叉偶联,然后再与芳基亲核试剂发生反应[1].但是这种反应策略存在原子经济性低及反应步骤多的缺点.因此急需发展一种高效、高原子经济性的合成方法来实现烯烃的二芳基化.2015年,Bunel/Lei课题组[2]报道了FeCl3/2,3-二氯-5,6-二氰基对苯醌(DDQ)催化条件下苯乙烯的1,2-二芳基化;2017年,Bao课题组[3]报道了Fe(OTf)3/DDQ催化条件下苯乙烯的1,2-二芳基化。     

2-炔基苯胺与二芳基碘鎓盐的选择性芳基化/环化串联反应

有机高价碘试剂是一类环境友好、制备简单且性质温和的有机合成新试剂。近年来,有机高价碘试剂因表现出新颖、独特的反应性能而受到化学工作者广泛关注,成为有机合成重要研究领域之一。二芳基碘鎓盐是有机高价碘试剂的一个重要组成部分,是一类具有较高普适性的芳基化试剂,可用于羰基化合物、烯烃、炔烃和杂原子亲核化合物等的芳基化反应。目前,二芳基碘鎓盐作为芳基化试剂对具有单一芳基化位点化合物的芳基化已经有了非常广泛而深入的研究。对于具有两个甚至多个芳基化位点的化合物(如同时具有胺基和炔基),其芳基化选择性问题仍缺乏系统研究。特别是在多个芳基化位点共存时如何能够使芳基化发生在某一特定位点仍然是一大难题。这限制了二芳基碘鎓盐作为芳基化试剂更广泛的应用。因此,我们选用2-炔基苯胺(含有胺基和炔基两个芳基化位点)作为原料,通过溶剂的选择以及溶液酸碱性的调控来改变不同芳基化位点的反应活性,通过催化剂的调变来改变二芳基碘鎓盐芳基化反应的能力,从而找出最优条件实现底物分子的选择性芳基化反应,并利用剩余活性位点实现分子内的环化反应,从而实现芳基化-环化串联反应合成一系列N-芳基吲哚类化合物。在对模型底物进行条件筛选实验时发现,以2-乙基辛酸铜(Cu(OCOC8H17)2)作催化剂,二异丙基乙基胺(DIPEA)作碱,1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂,反应以最高93%的收率得到1,2-二苯基吲哚。使用该最优反应条件,一系列2-炔基苯胺都能与二芳基碘鎓盐很好地发生反应并且以良好到优秀的产率(71%–98%)得到目标产物N-芳基吲哚。此外,2-炔基苯胺与非对称的二芳基碘鎓盐也能发生反应,实验结果证明为位阻较小的芳基对胺基进行了N-芳基化反应。通过空白实验和对比实验,我们提出了可能的反应机理：二芳基碘鎓盐在铜催化剂作用下转化为亲电性的芳基活性中间体,该中间体与底物的胺基发生芳基化反应,然后芳基化产物在铜催化剂作用下环化生成N-芳基吲哚。该反应很好地解决了同时具有胺基和炔基两个芳基化位点的底物与二芳基碘鎓盐反应时C-芳基化和N-芳基化的竞争问题,选择合适反应条件使N-芳基化反应优先进行,为二芳基碘鎓盐的选择性芳基化反应提供了很好的实例,并为其它具有多个芳基化位点化合物的选择性芳基化反应提供了途径。     

1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁介导的芳烃碳氢键芳基化反应制备联芳基骨架（英文）

联芳基骨架的合成过去主要依赖于过渡金属催化的交叉偶联反应和碳氢键芳基化反应。近年来,碱促进的芳基卤化物与非活化芳烃的自由基芳香取代反应(BHAS)得到了广泛的关注,为合成联芳基骨架提供了更简洁的策略。在本文中,我们报道了使用叔丁醇钾作碱和电子供体,dppf(1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁)介导的非活化芳烃与芳基碘的直接芳基化反应。在标准反应条件下,一系列具有不同取代基团的芳基碘化物和芳烃都能顺利反应,以良好的收率和区域选择性生成芳基化产物。分子内芳基化反应也可以顺利进行:该反应经历了单电子转移(SET)/引发、5-exo-trig自由基加成、扩环、去质子化和芳构化/链增长等步骤。机理研究表明,dppf骨架中的二苯基膦基团通过与叔丁醇阴离子作用提高其单电子还原能力,是顺利引发反应的关键。同时,同位素效应实验结果表明叔丁醇钾与环己二烯基自由基中间体的去质子化过程是整个反应中的决速步。     

2-炔基苯胺与二芳基碘鎓盐的选择性芳基化/环化串联反应（英文）

有机高价碘试剂是一类环境友好、制备简单且性质温和的有机合成新试剂.近年来,有机高价碘试剂因表现出新颖、独特的反应性能而受到化学工作者广泛关注,成为有机合成重要研究领域之一.二芳基碘鎓盐是有机高价碘试剂的一个重要组成部分,是一类具有较高普适性的芳基化试剂,可用于羰基化合物、烯烃、炔烃和杂原子亲核化合物等的芳基化反应.目前,二芳基碘鎓盐作为芳基化试剂对具有单一芳基化位点化合物的芳基化已经有了非常广泛而深入的研究.对于具有两个甚至多个芳基化位点的化合物(如同时具有胺基和炔基),其芳基化选择性问题仍缺乏系统研究.特别是在多个芳基化位点共存时如何能够使芳基化发生在某一特定位点仍然是一大难题.这限制了二芳基碘鎓盐作为芳基化试剂更广泛的应用.因此,我们选用2-炔基苯胺(含有胺基和炔基两个芳基化位点)作为原料,通过溶剂的选择以及溶液酸碱性的调控来改变不同芳基化位点的反应活性,通过催化剂的调变来改变二芳基碘鎓盐芳基化反应的能力,从而找出最优条件实现底物分子的选择性芳基化反应,并利用剩余活性位点实现分子内的环化反应,从而实现芳基化-环化串联反应合成一系列N-芳基吲哚类化合物.在对模型底物进行条件筛选实验时发现,以2-乙基辛酸铜(Cu(OCOC8H17)2)作催化剂,二异丙基乙基胺(DIPEA)作碱,1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂,反应以最高93%的收率得到1,2-二苯基吲哚.使用该最优反应条件,一系列2-炔基苯胺都能与二芳基碘鎓盐很好地发生反应并且以良好到优秀的产率(71%–98%)得到目标产物N-芳基吲哚.此外,2-炔基苯胺与非对称的二芳基碘鎓盐也能发生反应,实验结果证明为位阻较小的芳基对胺基进行了N-芳基化反应.通过空白实验和对比实验,我们提出了可能的反应机理:二芳基碘鎓盐在铜催化剂作用下转化为亲电性的芳基活性中间体,该中间体与底物的胺基发生芳基化反应,然后芳基化产物在铜催化剂作用下环化生成N-芳基吲哚.该反应很好地解决了同时具有胺基和炔基两个芳基化位点的底物与二芳基碘鎓盐反应时C-芳基化和N-芳基化的竞争问题,选择合适反应条件使N-芳基化反应优先进行,为二芳基碘鎓盐的选择性芳基化反应提供了很好的实例,并为其它具有多个芳基化位点化合物的选择性芳基化反应提供了途径.     

铜催化苯并噻唑与二芳基碘鎓盐的芳基化反应（英文）

二芳基碘盐具有毒性低、反应条件温和及选择性高的优点,在有机合成中一直受到关注,已被广泛用作芳基化试剂,可用于芳杂环化合物的交叉偶联反应和芳基化反应等.发展了一种铜催化下苯并噻唑与二芳基碘鎓盐反应合成2-芳基苯并噻唑衍生物的方法.该方法具有底物范围广泛、基团耐受性良好及产率高等优点.     

亮点介绍

镍催化的芳基三甲基碘化铵与有机锌试剂的交叉偶联Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,4901～4904.芳香胺容易得到,也容易通过邻位锂化、付氏反应等转化成多种衍生物.然而,涉及到芳胺C-N键断裂的转化则较为少见.MacMillan等实现了镍催化的取代苯基三甲基铵盐与芳基硼酸的偶联(J.Am.Chem.Soc.2003,125,6046～6047),Wenkert和Reeves分别报道镍和钯催化的取代苯基三甲基铵盐与芳基Grignard试剂的偶联(Chem.Commun.1988,975～976;Org.Lett.2010,12,4388～4391).中国科技大学化学系王中夏等用简单的镍络合物(Cy3P)2NiCl2作为催化剂前体,实现了芳基三甲基碘化铵与有机锌试剂的有效偶联.该反应允许多种官能团的存在,适用于较宽范围的底物.亲电底物包括缺电子和富电子的芳香铵盐、吡啶基三甲基铵盐等,有机锌试剂包括取代苯基锌试剂、2-呋喃基锌试剂、甲基和苄基锌试剂等.NMe3+I-R+R1ZnCl Ni(PCy3)2Cl2(2 mol%)THF/NMP(V:V=1:1)90 oC,8 hR1RR=H,o-M...     

镍催化α,β-不饱和醛的选择性α,β-双芳基化反应

三组分双官能化反应是一种高效、简便构建C―C键、C―X键的方式.双键广泛存在于众多有机化合物中,对双键的双官能化反应研究有巨大的应用潜力.本工作以Ni(COD)2为催化剂,以芳基溴化镁、芳基溴化物为芳基化试剂,实现了3-芳基-2-丙烯醛亚胺中碳碳双键的双芳基化反应.该反应建立了一个新的镍催化α,β-不饱和醛的α,β-双芳基化方法,可以高度区域选择性地向底物分子中引入两个不同取代的芳环,得到多种2,3,3-三芳基丙醛骨架的产物.利用这一反应作为核心步骤实现了天然产物Quebecol的简便合成.机理研究表明,该反应可能经历了亲核加成、金属交换、还原消除的历程.     

芳基磺酰和亚磺酸类化合物参与的偶联反应研究进展

芳基磺酰和亚磺酸类化合物参与的偶联反应是近年来发展起来的一类高效的合成方法.芳基磺酰氯、芳基亚磺酸(钠),芳基磺酰肼等可以作为脱硫性芳基化、芳磺酰化和还原性芳硫化的试剂合成各种联芳烃、芳基砜类化合物和芳基硫醚化合物.综述了近几年芳基磺酰类化合物参与的偶联反应研究发展,结合本课题组的工作,探讨了该类化合物在C—C键、C—SO2键和C—S键的构筑方面的新应用和新进展.     

MK-287类PAF拮抗剂的合成

以(±)-4,10-二氧杂三环[5,2,1,0^2,6]-癸-8-烯-3-醇和PhTi(OPr-i)₃为原料,经过芳基化、氧化、芳基化、环化、热分解和加氢反应,高立体选择性地合成了反式-2,5-二芳基四氢呋喃.     

可见光光催化:缺电子杂环、苯环与芳基偶氮盐的直接芳基化偶联反应（英文）

发展了可见光照射下Ru(bpy)3(PF6)2催化缺电子杂环C—H活化与芳基偶氮盐的交叉偶联反应.在室温、可见光照射下,各种缺电子杂环与芳基偶氮盐发生高效的偶联反应,同时在相似的条件下,普通苯环也能有效地与芳基偶氮盐偶联形成新C—C键化合物.     

乙烯基膦酸酯的钯催化芳基化和烯基化反应

本文报道乙烯基膦酸酯在钯催化下的芳基化和烯基化反应,乙烯基膦酸酯与芳基溴化合物在钯催化下反应,可顺利地生成相应的E式2-芳基取代乙烯基膦酸酯(6,7).操作简便,反应条件温和,产率中平,是合成2-芳基取代乙烯基膦酸酯较好的方法.测定了不同取代芳基乙烯基膦酸二乙酯的^31P NMRδ值,它们与Hammett取代基常数σ之间有较好的线性关系.乙烯基膦酸酯亦能与烯基溴化合物反应,生成相应的取代1,3-二烯基膦酸酯(10),但反应时间较长,产率较低,由NMR推定了6,7和10的构型。     

C—H键直接芳基化制备共轭功能材料及其器件应用

π-共轭光电聚合物及小分子,由于其成本低、质量轻、可溶液加工性以及结构与性能的丰富可调控性,已成为新一代光电功能器件重要的半导体材料. C—B/C—X及C—Sn/C—X键Suzuki及Stille偶联是有机半导体材料中sp~2-C—C键最常用的构建策略.然而,传统的C—C键偶联需要对反应底物进行预官能团化,合成步骤繁琐,且伴随有毒副产物的生成.直接芳基化反应利用C—H/C—X键偶联构建sp~2-C—C键,反应底物不涉及有机金属试剂,具有良好的原子及步骤经济性,在有机光电材料的高效合成及实际应用领域拥有巨大的潜力,因而成为人们关注的焦点.针对直接芳基化法制备有机共轭功能材料的器件应用研究进行了总结综述,分别就有机太阳能电池、场效应晶体管、染料敏化和钙钛矿电池、有机发光二极管及锂电池进行分类讨论,系统介绍了该领域的研究进展,并对今后发展进行了展望.     

反式-2,5-二芳基四氢呋喃合成的新方法

以(±)4,10-二氧杂三环[5,2,1,0_2,6]-癸-8-烯-3-醇为原料,经过芳基化、氧化、芳基化、环化、热分解和加氢反应,得到PAF新的拮抗物反式-2,5-二芳基四氢呋喃,并合成了化合物8.     

N-芳基-二茂铁甲酰烯胺的合成

含二茂铁基的烯胺及其过渡金属络合物前人做过一些工作^[1-4]。但二茂铁甲酰烯胺类衍生物未见文献报道。我们考虑二茂铁甲酰烯胺及其络合物的应用前景,研究了二茂铁甲酰烯胺类化合物的合成方法及其络合性质。由二茂铁甲酰丙酮^[5]与取代苯胺缩合,得到了十种不同N-芳基-二茂铁甲酰烯胺:FcCOCH=C(CH₃)-NHC₆H₄X 其中:X=H; O-, m-, p-OH; m-, p-OCH₃; O-, p-Cl; m-, p-NO₂着重研究了取代基的种类与位置对缩合反应的影响。