雙芳基骨架普遍存在于具有生物活性的天然產(chǎn)物分子中、在農(nóng)藥、醫(yī)藥、涂料、染料以及材料領(lǐng)域應(yīng)用亦十分廣泛，發(fā)展綠色、高效的方法構(gòu)建雙芳基骨架成為現(xiàn)代有機(jī)合成方法學(xué)中的重要內(nèi)容。Ullmann雙芳基偶聯(lián)作為一種經(jīng)典的方法得到了廣泛的應(yīng)用，但是目前芳基磺酸酯之間的直接Cross-Ullmann反應(yīng)仍未見相關(guān)報(bào)道。威斯康星大學(xué)麥迪遜分校Daniel J. Weix等報(bào)道了一種通過Pd/Ni雙催化體系，通過在反應(yīng)中加入Zn還原劑和添加劑LiBr，實(shí)現(xiàn)了這種磺酸酯的交叉偶聯(lián)反應(yīng)的一般解決方案(圖1，scheme B)，同時(shí)也闡明對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理的研究。該反應(yīng)具有廣泛的范圍且收率良好，如圖2所示（33個(gè)實(shí)例，65%±11%平均產(chǎn)率）。
圖1：芳基磺酸酯的交叉偶聯(lián)反應(yīng)的一般解決方案
圖2：芳基磺酰酯交叉偶聯(lián)的底物范圍的篩選
作者對(duì)芳基磺酸酯的Cross-Ullmann反應(yīng)的條件優(yōu)化，如圖3所示：通過對(duì)甲氧基酚基三氟甲磺酸和對(duì)甲苯磺酸化的苯酚作為反應(yīng)物，以1 mol % NiCl2(dme)和1 mol %PdCl2，dppb(1,4-雙（二苯膦）丁烷)和2,2’-聯(lián)吡啶作為配體。加入2.0 eq.的Zn金屬作為還原劑，4.0 eq. 的LiBr作為添加劑，在40 ℃的DMF中反應(yīng)，能以76 %的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物。反應(yīng)條件篩選結(jié)果顯示，當(dāng)反應(yīng)中不加入NiCl2(dme)和L1時(shí)，反應(yīng)的收率＜5 %；當(dāng)反應(yīng)中不加入PdCl2和dppb時(shí)，反應(yīng)的收率為58 %。當(dāng)反應(yīng)中的還原劑選擇Mn或者Zn，目標(biāo)分子收率＜5 %。當(dāng)反應(yīng)添加劑選擇NaBr，KBr代替LiBr，反應(yīng)收率都有所降低并且當(dāng)反應(yīng)中添加劑為ZnBr2時(shí)或者不添加LiBr，目標(biāo)產(chǎn)物的收率＜8 %。
圖3：芳基磺酸酯的Cross-Ullmann反應(yīng)的條件優(yōu)化
作者基于以上反應(yīng)的數(shù)據(jù),同時(shí)對(duì)該類反應(yīng)的進(jìn)一步研究(設(shè)計(jì)一系列的對(duì)照試驗(yàn))及相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道，提出了鎳/鈀協(xié)同催化偶聯(lián)的反應(yīng)機(jī)理。
圖4：Ni/Zn/Pd協(xié)同催化芳基磺酸酯的Cross-Ullmann反應(yīng)的可能機(jī)理
綜上，我們報(bào)道了兩種不同芳基磺酸酯在鎳和鈀多金屬催化體系下發(fā)生的Cross-Ullmann反應(yīng)，該反應(yīng)具有一般性的，在以酚類是最方便的起始原料的情況下用于合成雙芳基偶聯(lián)特別有用。
Ref:
J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 24, 10634–10640
Doi: 10.1021/jacs .0c04670
