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Angew. Chem. :镍催化常压CO下的烯丙醇和有机铝试剂的三组分羰基化偶联反应2022-10-03
酮是有机小分子化合物的基础官能团。在众多酮类化合物的合成方法中,过渡金属催化的三组分羰基化偶联反应是最为行之有效的方法之一。由于CO分子对于金属镍中心的“毒化”作用,丰产金属镍催化羰基化偶联反应起步较晚。近年来配体促进镍催化的羰基化反应逐渐也引起人们的关注,主要以有机(伪)卤化物作为亲电试剂引发反应。目前,通过镍催化的手段实现更为便宜易得的醇类化合物的直接羰基化偶联反应仍然存在着巨大的合成难题。

针对这一挑战,华东理工大学陈宜峰课题组基于镍基催化剂能够有效活化C-O键的性质,使用商品化的烷基铝试剂作为亲核试剂,发展了镍催化常压CO下的烯丙醇直接羰化偶联反应,合成了一系列b,g-不饱和酮类化合物,反应具有较广的底物适用性。这也是首例过渡金属催化的醇作为亲电组分参与羰基化偶联反应生成酮类化合物的例子。有机铝试剂的使用至关重要,其本身较强的亲氧性和路易斯酸性可以有效地活化碳氧键,避免了额外的活化试剂的添加,也能作为碳组分参与偶联组分。最优条件下,1.5当量的三烷基铝试剂即可充分地促进该反应的进行。利用镍的碳氧键还原消除不利的特性,该反应可以兼容一系列活泼的羟基,如苯酚,苄醇,烷基醇等官能团,实现了烯丙醇的高化学选择性羰基化偶联反应。

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作者还对该羰基化反应进行了机理探究:通过烯丙酯的羰基化偶联实验证明反应经历了经典的Ni(0)-Ni(II)的机理生成烯丙基镍中间体的过程。烷基铝试剂竞争交叉实验明确了不同有机铝试剂的转金属次序差别,并初步证明了反应的活性中间体为烯丙氧基二甲基铝二聚体ADMAL。通过有机铝试剂和醇的亲核竞争反应可以看出,该反应能够完全抑制酯化产物的生成,高选择性地实现了C-C键构建。

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综上所述,陈宜峰课题组实现了丰产金属镍催化常压CO下的烯丙醇和有机铝试剂的三组分羰基化偶联反应,首次实现了过渡金属催化的醇作为亲电组分参与羰基化反应生成酮类化合物,为b,g-不饱和酮化合物的合成提供了一种简单高效的方法。

文信息

Carbonylative Cross-Coupling Reaction of Allylic Alcohols and Organoalanes with 1 atm CO Enabled by Nickel Catalysis

Chenglong Wang,Dr. Xianqing Wu,Haiyan Li,Prof. Dr. Jingping Qu,Prof. Dr. Yifeng Chen

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202210484

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