金作為一種化學(xué)惰性的金屬,一直以來(lái)沒有被用作催化劑。直到上世紀(jì)80年代才發(fā)展出負(fù)載型金催化劑。近年來(lái)金配合物類催化劑受到了廣泛關(guān)注,并逐漸應(yīng)用于合成領(lǐng)域。
金有兩種穩(wěn)定的氧化態(tài)Au(I)和Au(III),通常以AuX4-,AuX3和Au(I)Ln配合物存在。作為過(guò)渡金屬金顯示出高電子親和性,因此可以很好的活化碳碳雙鍵和碳碳三鍵。金催化劑最多的應(yīng)用就是環(huán)化反應(yīng),可以合成苯環(huán),吲哚環(huán),喹啉環(huán),咪唑環(huán),惡唑環(huán)等等,另外可以合成各種高位阻的雜環(huán),稠環(huán)等。另外也有報(bào)道偶聯(lián),聚合,重排等反應(yīng)。
Au(I)催化劑較多,Au(III)催化劑較少。常見一價(jià)金催化劑:AuCl, DMSAuCl,PPh3AuCl,ArPR2AuCl,XPhosAuCl,JohnphosAu(MeCN)SbF6,(PhO)3PAuCl等。常見三價(jià)金催化劑:AuCl3, PicAuCl2,HAuCl4等。
應(yīng)用實(shí)例
一、金催化的芳環(huán)和芳雜環(huán)化反應(yīng)
非共軛的E-烯炔在tris[triphenylphosphinegold(I)]oxonium tetrafluoroborate催化下通過(guò)雙-金σ,π-活性中間體芳環(huán)化制備得到異吲哚酮。當(dāng)?shù)孜锊皇潜蝉0范侨脖窌r(shí),silver hexafluoroantimonate /[AuCl(IPr)]催化下芳環(huán)化可以得到異吲哚衍生物。
【Angewandte Chemie - International Edition, 2019, 58, 2114-2119】
在XPhosAuCl/AgOTf催化下重氮化合物通過(guò)生成金卡賓和鄰羥基苯基烯胺酮關(guān)環(huán)得到3-取代色酮類化合物。
【Org. Lett., 2019, 21, 335-339】
N-炔丙基酰胺在PPh3AuCl催化下關(guān)環(huán)得到5-惡唑基酮。
【Journal of Organic Chemistry, 2019, 84, 401 - 408】
炔胺-炔類底物在JohnphosAu(MeCN)SbF6催化下通過(guò)dehydro-Diels?Alder反應(yīng)關(guān)環(huán)異構(gòu)化可以高產(chǎn)率得到苯并[b]咔唑(93%)。另外tBuXphosAu(MeCN)SbF6也取得很好的催化效果。
【Org. Lett. 2018, 20, 3273?3277】
二芳基乙炔類化合物在JohnphosAu(CH3CN)SbF6催化下關(guān)環(huán)制備各種稠環(huán)吲哚,特定條件下可以繼續(xù)反應(yīng)得到螺環(huán)吲哚酮。
【Org. Lett. 2018, 20, 2733?2736】
[AuCl2(Pic)]催化下亞砜亞胺作為氮轉(zhuǎn)移試劑和炔胺形成α-亞胺基卡賓中間體,接著C-H插入,環(huán)丙烷化,親核進(jìn)攻等反應(yīng)分別合成吲哚,3-氮雜雙環(huán)[3.1.0]環(huán)己烷-2-亞胺和咪唑。
【Angewandte Chemie - International Edition, 2019, 58, 3589-3593】
二、金催化的非芳香環(huán)化反應(yīng)
DMSAuCl和膦配體反應(yīng)得到膦配體氯化金(I)催化劑,其催化炔丙醇不對(duì)稱關(guān)環(huán)2,5-二氫呋喃。
【J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 3787-3791】
[(JohnPhos)Au(NCMe)][SbF6]催化下進(jìn)行碳環(huán)化反應(yīng)用于全合成合成貫葉金絲桃素和Papuaforins的關(guān)鍵骨架。
【J. Org. Chem. 2018, 83, 7215?7230】
(PhO)3PAuCl/AgNTf2催化下2-烯烴-1-炔基苯和anthranils通過(guò)(4+3)-氮氧環(huán)化制備得到四氫-1H-苯并[b]氮雜?類衍生物。
【Chem. Sci., 2019, 10, 1201-1206 】
在(?)-Merochlorin A的全合成中,[(JohnPhos)Au(NCMe)][SbF6]催化下1,3-烯炔醛通過(guò)1,3-乙酰氧基遷移/Nazarov/aldol反應(yīng)對(duì)映選擇性得到bicyclo[3.3.0]octane母環(huán)。
【Angew. Chem., 2019, 131, 2512 - 2516】
Ph3PAuCl催化下二(芳甲基)乙炔基氧膦關(guān)環(huán)得到八元環(huán)化合物。
【Org. Lett., 2019, 21, 45-49】
Au(PPh3)Cl/AgOTf催化下N-芳基丙炔酰胺去芳香性螺環(huán)化得到螺環(huán)內(nèi)酰胺。文獻(xiàn)中也試了(XPhos)SbF6·MeCN的條件但效果比Au(PPh3)Cl要差。
【J. Org. Chem. 2018, 83, 1493?1501】
[AuCl2(Pic)]/AgNTf2催化下炔丙醇和1,3-二羰基化合物反應(yīng)制備2,3,4-三取代二氫吡喃類化合物。
【HETEROCYCLES, 2017, 95, 172-180】
三、其他
[JohnPhosAu(NCMe)]SbF6催化下,鹵代炔烴通過(guò)對(duì)烯烴正離子進(jìn)行1,3-氯遷移二聚得到反式1,2-二氯烯炔。
【Journal of the American Chemical Society, 2019, 141, 1337-1348】
PPh3AuNTf2/AgNTf2催化下,環(huán)丙烯直接進(jìn)行C-H活化炔基化反應(yīng)。
【Angewandte Chemie - International Edition, 2019, 58, 5129 - 5133】
Au/Ag-雙催化劑催化下進(jìn)行交叉脫氫二芳基偶聯(lián)反應(yīng)。DMSAuCl的效果最好。
【J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 3187-3197】
硅基炔在IPrAuNTf2催化下,在氮氧化物氧化下,發(fā)生Wolff重排反應(yīng)得到烯酮。
【Angewandte Chemie - International Edition, 2019, 58, 5241 - 5245】
在PPh3AuCl/手性胺催化下2-吲哚甲醇作為芳基化試劑對(duì)醛α位進(jìn)行不對(duì)稱芳基化。
【J. Org. Chem. 2018, 83, 5027?5034】
芳基炔在[(IPr)AuCl]催化下進(jìn)行氫羥基化反應(yīng)得到酮。
【J. Org. Chem. 2015, 80, 3538?3546】