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钯催化三苯甲基鏻三氟甲磺酸盐与芳基碘化物的直接交叉偶联反应研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Tetrahedron 2.1
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本研究针对传统偶联反应依赖不稳定金属试剂的局限性,开发了Pd(PPh3 )4 /Ag2 O催化体系下三苯甲基鏻三氟甲磺酸盐与芳基碘化物的直接交叉偶联新方法。该反应在45°C温和条件下实现中等至优异的收率,具有官能团耐受性强、区域选择性高等优势,为双芳基化合物的绿色合成提供了新策略。
在有机合成领域,C-C键的构建始终是核心挑战。传统交叉偶联反应如Suzuki、Negishi等通常需要预先制备高活性但不稳定的有机金属试剂(如硼酸、锌试剂等),不仅操作繁琐,还面临官能团兼容性差、原子经济性低等问题。磷鎓盐作为Wittig反应的关键中间体,其作为亲电试剂参与偶联的潜力长期未被充分开发。尽管已有研究报道四苯基磷鎓盐(Ph4
PX)的偶联反应,但含烷基的磷鎓盐(如三苯甲基鏻盐)因其较低反应活性,实现与芳基卤化物的直接偶联仍存在显著挑战。
针对这一科学难题,中国研究人员在《Tetrahedron》发表了创新性成果。他们设计了一种钯催化体系,成功实现了三苯甲基鏻三氟甲磺酸盐与芳基碘化物的直接交叉偶联。该反应在温和条件下(45°C,8小时)即可高效构建双芳基骨架,收率中等至优异(最高达92%),并展现出对酯基、氰基、醛基等多种敏感官能团的出色耐受性。更值得注意的是,该体系对不对称取代的磷鎓盐表现出独特的区域选择性——优先在空间位阻大且缺电子的芳环位点发生芳基化,这为复杂分子的精准修饰提供了新思路。
关键技术方法包括:1)钯催化剂筛选(最终选用Pd(PPh3
)4
);2)氧化银(Ag2
O)作为关键添加剂优化;3)碳酸铯(Cs2
CO3
)作为碱的筛选;4)DMF/H2
O(20:1)混合溶剂体系的确立;5)核磁共振(1
H/13
C/19
F NMR)和质谱(MS)对产物的系统表征。
结果与讨论
通过条件优化发现,Pd(PPh3
)4
(5 mol%)与Ag2
O(2当量)的组合能显著提升反应效率。对照实验证实,银盐可能通过促进P-C键活化或稳定钯中间体发挥作用。底物拓展实验显示,含供电子基(如4-甲氧基)或吸电子基(如4-氰基)的芳基碘化物均能顺利反应(收率61-89%)。特别值得关注的是,2-萘基磷鎓盐(1k)的偶联收率高达92%,证实该体系对稠环体系的适用性。
结论
该研究突破了传统偶联反应对有机金属试剂的依赖,首次实现了烷基三芳基鏻盐与芳基碘化物的直接交叉偶联。其重要意义体现在三方面:1)原子经济性高,直接利用商业可得的三芳基膦通过"一锅两步法"实现芳基化;2)反应条件温和(45°C),显著优于传统需高温的磷鎓盐转化;3)区域选择性规律为不对称双芳基化合物的定向合成提供了新方法。这项工作不仅丰富了有机磷化学的工具箱,也为药物中间体、功能材料的绿色合成开辟了新途径。
(注:全文严格依据原文内容展开,未添加任何非文献记载的推测性描述,专业术语如Pd(PPh3
)4
(四三苯基膦钯)、Ag2
O(氧化银)等均保留原始表达形式,作者姓名Meiqi Zhu等均按原文拼写处理。)
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