開(kāi)發(fā)新的碳-碳鍵構(gòu)建方法是有機(jī)合成的一個(gè)重要目標(biāo)。在豐富的碳-碳偶聯(lián)反應(yīng)工具箱中，芳基的烯丙基化是一種將側(cè)鏈引入芳環(huán)的便捷方法。基于豐富的烯烴化學(xué)，烯丙基可以被轉(zhuǎn)化為各種結(jié)構(gòu)單元。過(guò)渡金屬催化是實(shí)現(xiàn)這類Suzuki類型的Csp2-Csp3交叉偶聯(lián)反應(yīng)的主要手段。通常低價(jià)態(tài)過(guò)渡金屬催化劑需要較為嚴(yán)格的惰性氣氛和還原環(huán)境來(lái)保持良好的活性。此外，這類方法對(duì)于含有競(jìng)爭(zhēng)性碳-鹵素鍵以及易發(fā)生β-氫消除的底物，仍然存在局限性。因此，開(kāi)發(fā)一類機(jī)制和選擇性互補(bǔ)的有機(jī)催化偶聯(lián)方法具有很大的吸引力。
香港科技大學(xué)黃湧課題組與深圳灣實(shí)驗(yàn)室坪山醫(yī)藥轉(zhuǎn)化中心陳杰安團(tuán)隊(duì)合作發(fā)展了一類N-芳基吩噻嗪有機(jī)催化劑，可以在溫和條件下實(shí)現(xiàn)芳基硼酸與烯丙基溴的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。研究人員早期實(shí)現(xiàn)了首例硫醚催化的芳基硼酸和芐鹵的偶聯(lián)反應(yīng)（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2693）。在使用芐鹵偶聯(lián)的催化劑時(shí)，作者發(fā)現(xiàn)烯丙基溴的偶聯(lián)產(chǎn)率很低。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，親電試劑的過(guò)渡消耗和催化劑的失活為主要原因。研究者對(duì)N-芳基吩噻嗪骨架進(jìn)行了系統(tǒng)的修飾，最終發(fā)現(xiàn)具有船式構(gòu)象的中心氮/硫環(huán)上的芳基取代基對(duì)于提升催化效率和選擇性至關(guān)重要。
硫醚催化的芳基苯硼酸烯丙基化反應(yīng)適用于缺電子及富電子烯丙基溴。富電子及電中性芳基反應(yīng)性良好。其中，芳基其他位置含有鹵素取代的底物不受影響。天然產(chǎn)物及藥物分子衍生物可以在相對(duì)溫和的條件下實(shí)現(xiàn)偶聯(lián)。該反應(yīng)的一個(gè)局限性是缺電子芳基苯硼酸的產(chǎn)率很低，可能是由于芳基遷移步驟過(guò)于困難。論文所使用的硫醚催化劑初始是由Buchwald-Hartwig胺化反應(yīng)制備的。考慮到可能存在鈀殘留催化反應(yīng)，作者使用了無(wú)過(guò)渡金屬的催化劑制備條件，所獲得的催化劑效率保持不變。由于催化劑與烯丙基溴的反應(yīng)平衡不利于硫鹽的生成，作者通過(guò)分步的方法制備了硫鹽，相應(yīng)的硫葉立德可以使用LiHMDS在-78oC生成，加入芳基硼酸可以在室溫下實(shí)現(xiàn)偶聯(lián)。這一現(xiàn)象支持作者所提出的反應(yīng)經(jīng)由四價(jià)硼“ate”中間體，通過(guò)1,2-芳基遷移的催化機(jī)制。該工作實(shí)現(xiàn)了有機(jī)催化條件下的芳基-烯丙基交叉偶聯(lián)，為藥物分子的末期衍生提供了新的技術(shù)手段。研究數(shù)據(jù)在線發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed. （DOI: 10.1002/anie.202211408）。 論文信息 A Thioether-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Allyl Halides and Arylboronic Acids Jingwei Xu, Zhiqi He, Jiwei Zhang, Jiean Chen, Yong Huang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202211408
