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芳炔碘代芳基化非交叉偶联路径构建联芳基与杂联芳基化合物的创新研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月23日 来源:Asian Journal of Organic Chemistry
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研究人员针对传统交叉偶联反应局限性,开发了芳炔(aryne)碘代芳基化非交叉偶联新策略。通过ArLi引发芳炔催化生成,实现芳基/杂芳基(m-terphenyl)区域选择性引入,成功合成具有功能材料潜力的碘代联芳化合物,为复杂芳香体系构建提供高效方法。
在有机合成化学领域,联芳基和杂联芳基结构广泛存在于药物分子、功能材料中,但传统交叉偶联反应存在底物预功能化要求高、副产物多等瓶颈。芳炔(aryne)中间体因其高反应活性成为理想构建模块,但如何实现其区域选择性官能化仍是挑战。
针对这一难题,研究人员在《Asian Journal of Organic Chemistry》发表研究,开发出芳炔碘代芳基化非交叉偶联新路径。该工作创新性地采用芳基锂(ArLi)催化产生芳炔中间体,通过精确控制反应条件,实现多种芳基/杂芳基的选择性引入,高效构建碘代联芳基化合物。特别值得注意的是,通过双(苯二炔)(bis(benzdiyne))底物的迭代碘代芳基化,成功获得具有材料应用潜力的间位三联苯(m-terphenyl)衍生物。
关键技术包括:1) 芳基锂(ArLi)催化芳炔原位生成技术;2) 多组分反应体系动力学调控;3) 迭代官能化策略构建复杂芳香体系。
【芳炔活化机制】
研究发现ArLi能高效催化芳炔前体脱卤生成活性芳炔,核磁共振跟踪证实反应中存在芳炔锂中间体,为后续官能化奠定基础。
【区域选择性控制】
通过底物电子效应调控,实现碘和芳基在芳炔不同位点的精准引入,DFT计算显示邻位碘代产物具有更低能垒(ΔΔG? = 2.3 kcal/mol)。
【底物普适性】
21种含氮/氧杂环均成功参与反应,收率达78-92%,其中2-吡啶基衍生物表现出特殊螯合效应。
【材料应用拓展】
合成的3,5-二芳基碘苯经Suzuki偶联后可制备线性共轭分子,荧光量子产率(ΦF)达0.67,证实其光电材料潜力。
该研究突破传统偶联反应范式,建立的"一锅法"非交叉偶联策略显著提高原子经济性。其创新性体现在:1) 避免预制备有机金属试剂;2) 通过芳炔中间体实现C-H键直接官能化;3) 为功能导向的芳香分子设计提供模块化工具箱。这项工作不仅发展了新合成方法学,更为复杂共轭体系的精准构筑开辟了新途径,在医药研发和材料科学领域具有重要应用前景。
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