图1. 脂肪醇和(杂)芳基卤化物的交叉偶联
(来源:J. Am. Chem. Soc.)
由镍催化C(sp2)-N交叉偶联反应可知(Acc. Chem. Res. 2015, 48, 1717-1726),与钯催化方法相比,在镍催化脂肪醇和(杂)芳基氯的交叉偶联反应中,C(sp2)-Cl键氧化加成更温和,并且β-H消除更不容易发生。MacMillan及其同事报道了利用光氧化还原催化促进的镍催化C(sp2)-O交叉偶联(图1C),该反应成功使用了脂肪伯醇和仲醇,但亲电试剂仅限于(杂)芳基溴(Nature 2015, 524, 330-334)。来自加拿大达尔豪斯大学(Dalhousie University)的Mark Stradiotto课题组在早期开发了PAd-DalPhos辅助配体(图1D),并将其用于镍催化C(sp2)-N交叉偶联反应(Nat. Commun.2016, 7, 11073)。近日,课题组又报道了辅助配体PAd-DalPhos和CyPAd-DalPhos参与的镍催化C(sp2)-O偶联反应,一系列脂肪伯、仲、叔醇和(杂)芳基(拟)卤化物均能成功参与这类反应。相关论文发表在J. Am. Chem. Soc.上(DOI: 10.1021/jacs.8b01800)。
研究初期,作者用1-氯萘(1a)和4-甲基-1-戊醇(2a)或2-丙醇(2b)反应,筛选了不同的辅助配体和无机碱(图2)。实验结果表明,预催化剂C1和C2具有明显优势,尤其是C1;无机碱NaOtBu的效果最好;底物2b的反应活性要低于2a;亲电试剂换成1-溴萘或者增加2b的当量,均可以提高产物4a的产率。
图2. 反应条件筛选
(来源:J. Am. Chem. Soc.)
接下来,作者使用上述优化后的条件对反应底物进行了筛选,可以看到,脂肪醇和芳基亲电试剂的适用范围都非常广泛(图3,4)。
图3. (杂)芳基亲电试剂与伯醇的交叉偶联
(来源:J. Am. Chem. Soc.)
图4. (杂)芳基亲电试剂与仲、叔醇的交叉偶联
(来源:J. Am. Chem. Soc.)
总结:
Stradiotto课题组使用PAd-DalPhos和CyPAd-DalPhos辅助的镍预催化剂实现了脂肪伯、仲、叔醇和(杂)芳基亲电试剂的C(sp2)-O交叉偶联反应,为这类反应提供了除钯催化和光氧化还原催化以外的其他选择。
通讯作者:
Mark Stradiotto教授