芳烃和芳基硅烷的金催化氧化偶联

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芳烃和芳基硅烷的金催化氧化偶联

由Chris Nottingham，Verity Barber和Guy C. Lloyd-Jones提交* ¹

由Alexandre Genoux，EstíbalizMerino和Cristina Nevado检查

1.程序（注1）

A. 四氢噻吩金（III）溴化物（thtAuBr ₃）（1）。将装有涂有特氟隆的磁力搅拌棒（12×25mm，椭圆形）的100mL单颈圆底烧瓶（RBF）装入AuBr ₃（1.0g，2.3mmol，1.0当量）（注2）和3），然后加入乙醇（20毫升）（注4），将混合物搅拌（400rpm下，在空气中），持续1分钟在23-25ºC。将四氢噻吩（222mg，222μL，2.5mmol，1.10当量）（注释5）溶于5mL小瓶中的EtOH（3mL）中并逐滴添加至AuBr _3中。溶液超过约3分钟，形成红色结晶沉淀（图1A）。用另外的EtOH（1mL）冲洗小瓶，并将其一次性加入反应混合物中。再搅拌3分钟后，一次性加入庚烷（70mL）（注6）。然后将RBF置于用液氮（约-80℃）冷却的丙酮浴中（注7）并搅拌3分钟（400rpm）（图1B）。通过真空过滤（55mm滤纸）收集所得沉淀物（注8））给出深红棕色固体（图1C）。使用洗瓶将RBF用庚烷（~20mL）冲洗，并通过过滤收集剩余的材料。然后将合并的固体用庚烷（3×20mL）洗涤并通过用CH ₂ Cl ₂（约70-80mL，分批）溶解通过滤纸转移至100mL RBF （注9），然后通过旋转浓缩在40℃（550至7.5mmHg）下蒸发，得到红棕色固体（1.14g，95％质量收率）。热（90℃）甲苯（52mL，45mL / g）（注10将该溶液加入到100mL RBF中，用手旋转该溶液以溶解烧瓶侧面的物质。一旦大部分材料溶解，将RBF置于90℃的油浴中，同时制备过滤装置。在锥形瓶中收集滤液进行热过滤（注11），用额外的热甲苯冲洗RBF。（~3mL，3mL / g），也将其过滤。将锥形烧瓶置于90℃的油浴中，搅拌溶液（Teflon涂覆的圆柱形磁力搅拌棒，8×30mm，400rpm）2分钟，热（~90℃）庚烷（17mL，在约1-2分钟内搅拌加入15mL / g）。将锥形烧瓶从油浴中取出，使深红色溶液在23-26℃下冷却1小时。将烧瓶的开口用Parafilm M覆盖，然后置于冰箱（0℃）中3小时，然后移至冰箱（-20℃）过夜（~16小时）。使用Hirsch漏斗（1cm直径的滤纸，室内真空）过滤收集所得晶体（图1D）。使用填充有庚烷：甲苯的洗瓶将保留在锥形烧瓶中的晶体冲洗到滤纸上4：1（~20mL）并将合并的晶体用另外的庚烷：甲苯 4：1（2×15mL）洗涤。然后将晶体在Hirsch漏斗上在真空下用倒置漏斗分配氮气5分钟。将得到的深红色针头收集在小瓶中并储存在冰箱中（0.97g，80％）（图1E）（注释12和14）。

图1.（A）加入四氢噻吩后的反应混合物。（B）在液氮/ CO ₂浴中加入庚烷后的反应混合物。（C）通过过滤收集的原料。（D）在Hirsch漏斗上收集的重结晶材料。（E）结晶材料为中大号深红色针状物。

B. 1-溴-2-（苯氧基甲基）苯（2）。将配有涂有特氟隆的磁力搅拌棒（15×35mm，椭圆形）的500mL单颈圆底烧瓶（RBF）依次加入丙酮（200mL）（注14），K ₂ CO ₃（ 11.1g，80.3mmol，1.6当量）（注释15），苯酚（7.06g，75mmol，1.5当量）（注释16）和2-溴苄基溴（12.5g，50mmol，1当量）（注17））。RBF配有回流冷凝器（仅空气冷却）并置于加热至50℃的油浴中（图2A和B）。将反应混合物在该温度下搅拌（500rpm）超过18小时（图2C）。将RBF从油浴中取出并在搅拌下（~30分钟）冷却至23-25℃。在抽吸（真空）下通过烧结玻璃漏斗（孔径3）过滤反应混合物，并用丙酮（2×30mL）冲洗RBF / K ₂ CO ₃，也将其过滤。通过在40℃（300至75mmHg）下旋转蒸发浓缩合并的滤液，并在高真空泵（<1mmHg）下干燥以除去任何痕量的丙酮。将粗物质溶于石油醚（沸点40-60℃，20mL）中（注18））并在真空下通过硅胶塞（图2D）（注释19和20）。含有粗材料的RBF用另外的石油醚（沸点40-60℃，2×20mL）冲洗，并且还使其通过硅胶塞。在抽吸下用石油醚（沸点40-60℃，350mL）通过塞子洗脱剩余产物，并通过在40℃（300至7.5mmHg）下旋转蒸发浓缩滤液，得到13.02g（99％）1-溴-2-（苯氧基甲基）苯（2），为透明无色油状物，其可随时间自发固化，得到白色结晶固体（图2E和2F）（注释21和21）。

图2.（A）加入所有试剂前的反应混合物。（B）加入所有试剂后的反应混合物。（C）硅胶塞，顶部有棉垫。（D）纯物质如油。（E和F）纯物质，为结晶固体。

C.1- 三甲基甲硅烷基-2-（苯氧基甲基）苯（3）。将配有Teflon涂层磁力搅拌棒（15 x 35 mm，椭圆形），氮气入口和橡胶隔片的干燥250 mL双颈RBF置于氮气氛下并在反应过程中保持这种方式。将来自前一步骤的1-溴-2-（苯氧基甲基）苯（2）（13.0g，49.4mmol，1当量）溶解在THF（30mL）中（注释23）并通过注射器转移至2颈RBF配有宽口径针（14号）。剩下2将其溶于另外的THF（2×20mL）中，并以相同的方式加入到2颈RBF中（图3A和B）。加入另外的THF（30mL）并将RBF置于-78℃的干冰/丙酮浴中并搅拌（350rpm）（图3C）。在约15分钟内通过注射器缓慢加入n-BuLi（在己烷中2.25M，22.9mL，51.5mmol，1.04当量）（注释24）（注释25），使反应混合物呈现浅橙色/黄色（图3D）。将反应在-78℃下搅拌5分钟，然后在~5分钟内加入TMSCl（7.6mL，60mmol，1.2当量）（注26）（注27））通过注射器，得到无色溶液（图3E）。将RBF从干冰/丙酮浴中取出并在约45分钟内搅拌加热至23-26℃（图3F）。将反应混合物用去离子水（20mL）淬灭，使用Et ₂ O（~30mL）（注释28）转移至250mL分液漏斗中以冲洗RBF并分离各层。

水层用Et ₂ O（30mL）萃取，合并的有机部分用盐水（30mL）洗涤（注29），用硫酸镁（5g）干燥5分钟（注30），然后过滤。一个插有棉绒的漏斗。用Et ₂冲洗烧瓶O（30mL）也将其通过棉绒塞，然后在40℃（600至7.5mmHg）下通过旋转蒸发浓缩。使用石油醚（沸点40-60℃）：甲苯（4：1）将粗产物通过硅胶柱（5×30cm，100g硅胶，~5cm高）过滤。将粗物质在石油醚（沸点40-60℃，15mL）中加载到柱上，并用另外的石油醚（沸点40-60℃，10mL）冲洗柱的侧面。将第一批500mL收集在RBF中并通过在40℃（600至7.5mmHg）下旋转蒸发浓缩，得到1-三甲基甲硅烷基-2-（苯氧基甲基）苯（3），为透明无色油状物（12.1g，96％））（图3G，3H，3I和）（注31，32和33）。

图3.（A）与1-溴-2-（苯氧基甲基）苯的反应建立。（B）1-溴-2-（苯氧基甲基）苯在THF中的溶液。（C）在-78℃浴中的反应混合物。（D）加入n- BuLi 后的反应混合物。（E）加入TMSCl后的反应混合物。（F）升温至室温。（G）通过254nm的荧光猝灭（来自检查者）进行TLC。（H）用KMnO ₄溶液（来自检查者）染色后的TLC 。（I）纯物质如油。

D. 6H-苯并[c]色烯（4）。将1L单颈RBF配备涂有聚四氟乙烯的磁力搅拌棒（15×35mm，椭圆形），加入1-三甲基甲硅烷基-2-（苯氧基甲基）苯（3）（8.5g，33.1mmol，1当量），CHCl ₃（660mL）（注释33）和MeOH（6.6mL）（注释35）。将RBF置于27℃的油浴中并开始搅拌（450rpm）。加入化合物1（thtAuBr ₃）（174mg，0.33mmol，1mol％）并在约3分钟内溶解（图4A），然后加入（±） - 樟脑-10-磺酸（ 10.0克，43.0毫摩尔，1.3当量）（注释36）和（二乙酰氧基碘）苯（11.7g，36.3mmol，1.1当量）（注释37）（图4B）。然后用橡胶隔膜密封反应混合物并用短针刺穿。如果需要，可以通过TLC监测反应（注释38和39）。约2小时后，反应混合物沉淀出黑色颗粒，表明氧化剂消耗和反应终点（图4C）。将反应混合物转移至1L分液漏斗中并用饱和NaHCO 3分配。水性。Na ₂ CO ₃（150mL）（注40）。分离各层，有机层用盐水（150mL）洗涤，用硫酸镁干燥（3克）5分钟，然后通过用棉绒塞住的漏斗过滤（注释41）。将烧瓶用CHCl ₃（20mL）冲洗，并使其通过棉绒，然后在40℃（300至7.5mmHg）下通过旋转蒸发浓缩。

图4.（A）加入thtAuBr ₃后的反应混合物。（B）加入IBDA和CSA后~15分钟的反应混合物。（C）约2小时后的反应混合物，黑色沉淀表明终点。（D）在终点通过254nm的荧光猝灭进行TLC。（E）用KMnO ₄溶液染色后在终点的TLC 。（F）纯油状物质。

该物质通过硅胶柱（8×30cm，500g硅胶，~25cm高）上的快速色谱法纯化。使用石油醚（沸点40-60℃）：Et ₂O（97：3）平衡柱，将粗物质加载到石油醚（沸点40-60℃）（5mL）中的柱上，并用1.0L石油醚（沸点40-60℃）：Et ₂O（97：3），接着1.0L石油醚（沸点40-60℃）：Et ₂ O（96：4）和500mL石油醚（沸点40-60℃）：Et ₂ O（95：5）。弃去第一个~1.5L，然后将级分收集在试管（25mL体积）中。在级分20-51中获得所需产物（注释42和43）。这些是通过旋转蒸发在40℃（375〜7.5毫米汞柱）浓缩，得到6H -苯并[c]色，为澄清的油状物（4.07克，68％）（图4F（注44和45）。

2.备注

1.在进行每个反应之前，应对每种化学物质和实验操作进行彻底的危害分析和风险评估，并按照计划的规模和实验程序进行实验。进行风险评估和分析与化学品有关的危害的指南可参见“实验室中的谨慎做法”第4章（美国国家科学院出版社，华盛顿特区，2011年;全文可免费获取）。电话：https：//www.nap.edu/catalog/12654/prudent-practices-in-the-laboratory-handling-and-management-of-chemical）。另见“识别和评估研究实验室中的危害”（美国化学学会，2015年），可通过相关网站“研究实验室的危害评估”获取，网址为https://www.acs.org/content/acs/en/about /governance/committees/chemicalsafety/hazard-assessment.html。在此程序的情况下，风险评估应包括（但不一定限于）评估与三溴化金，乙醇，四氢噻吩，庚烷，丙酮，二氯甲烷，甲苯，二甲基砜，碳酸钾，苯酚，2-溴苄基溴，石油醚，硅胶，四氢呋喃，正丁基锂，二苯基乙酸，氯三甲基硅烷，乙醚，氯化钠，硫酸镁，高锰酸钾，氯仿，甲醇，樟脑-10-磺酸，（二乙酰氧基碘）苯和碳酸钠。步骤B涉及使用高毒性的苯酚。步骤C涉及使用正丁基锂，这是自燃的，必须小心处理。

2. 三溴化金（99％）购自Alfa-Aesar并按原样使用。

3. 三溴化金具有吸湿性，我们发现试剂质量随着年龄的变化而变化很大，即使存放在密封的小瓶中也是如此。如果使用较旧的瓶子时产量较低，我们建议将原料溶解在乙腈中，滤除任何不溶的沉淀物，然后通过旋转蒸发浓缩滤液。以这种方式纯化并按照本手册中概述的程序使用的较旧材料通常提供约70％的thtAuBr ₃产率。

4. 乙醇，绝对分析试剂级（> 99％）购自Fisher Scientific并按原样使用。

5. 四氢噻吩（99％）购自Sigma-Aldrich并按原样使用。

6.庚烷（99％）购自VWR化学品并按原样使用。

7.可以使用干冰/丙酮浴代替，但是插入100mL RBF会引起强烈的鼓泡，这会导致少量丙酮进入RBF。

8.使用MACHEREY-NAGEL滤纸。

9. 二氯甲烷，分析试剂级（> 99％）购自Fisher Scientific并按原样使用。

10. 甲苯，ACS试剂级（≥99.7％）购自Sigma-Aldrich并按原样使用。

11.提交者使用预热的250mL锥形瓶和60mm直径的玻璃漏斗，从设定在100℃的烘箱中获得约15分钟。将一小块浸泡在热甲苯中的棉绒用于塞住漏斗。

12.在半标尺上进行的反应提供0.5g（83％）深红色针状物。四氢噻吩金（III）溴化物（thtAuBr ₃）表征数据：mp = 142-145℃（甲苯：己烷，3：1）; ¹ H NMR pdf（400MHz，CD ₂ Cl ₂）δ：2.13-2.26（m，2H），2.29-2.42（m，2H），3.30-3.36（m，2H），4.11-4.18（m，2H） ; ¹³ C NMR pdf（101MHz，CD ₂ Cl ₂）δ：30.5,43.7; IR（纯）3006,2935,2858,2354,1738,1437,1416,1255,1136,954,877,799cm ^-1 ; HRMS EI-MS m / z计算为C ₄ H₈ AuBr ₃S：521.75569 [M] +; 发现521.75477。

13. 使用购自Sigma-Aldrich的二甲基砜作为内标（99.96wt ％），通过定量¹ H NMR（QNMR）pdf测定重量百分比（wt％）纯度为98.6wt ％。

14.丙酮，ACS试剂级（≥99.8％）购自VWR并按原样使用。

15. 无水碳酸钾（99％）购自Fisher Scientific并按原样使用。

16. 苯酚，未稳定的ReagentPlus（≥99％）购自Sigma-Aldrich并按原样使用。

17. 2-溴苄基溴（99％）购自Fluorochem并按原样使用。

18.石油醚（BP 40-60，> 99％）购自Fisher Scientific并按原样使用。

19.硅胶（40-63μm）购自Merck并按原样使用。

20.提交者使用烧结玻璃漏斗，直径5厘米，直径5.5厘米，填充硅胶，高达约3厘米，顶部有一小块棉绒，以保护二氧化硅表面（图2B）。

21.在半标度下进行的反应得到6.47g（98％）无色油。1-溴-2-（苯氧基甲基）苯（2）表征数据mp = 46-48℃; ¹ H NMR pdf（400MHz，CDCl ₃）δ：5.15（s，2H），6.97-7.02（m，3H），7.19（td，J = 7.9和1.7Hz，1H），7.30-7.36（m，3H）），7.56 - 7.61（m，2H）; ¹³ C NMR（101MHz，CDCl ₃）δ：69.3,114.9,121.2,122.2,127.6,128.9,129.2,129.5,132.6,136.4,158.4; IR（纯）3055,1738,1591,1493,1444,1373,1240,1023,743,688cm ^-1 ; HRMS EI-MS m / z计算值C ₁₃ H ₁₁ONaBr：284.98855 [M] +; 发现284.98811。

通过使用购自Sigma-Aldrich的二甲基砜作为内标（99.96wt ％），通过定量¹ H NMR pdf（QNMR）测定重量百分比（wt％）纯度为98.7wt ％。

23. 四氢呋喃（> 99.8％，未稳定化）购自Sigma Aldrich，并在氩气下在溶剂纯化系统中通过活性氧化铝柱干燥。

24. 正丁基锂（2.5M的己烷溶液）购自Acros Organics并在室温下用二苯基乙酸（2mmol）的四氢呋喃（15mL）溶液滴定（在水浴中约20℃）直至外观。一致的黄色。²这是一式两份进行的。

25.内部温度保持在-65℃以下。

26.三甲基氯硅烷（98％）购自Sigma-Aldrich，并在使用前通过在N ₂下用氢化钙蒸馏纯化。

27.内部温度保持在-60°C以下。

28. 二乙醚（> 99％）购自Fisher Scientific并按原样使用。

29. 氯化钠（99％）购自Fisher Scientific并按原样使用。

30. 硫酸镁（无水，99％）购自Fisher Scientific并按原样使用。

31.应通过TLC分析（TLC硅胶60F ₂₅₄，购自Merck的铝背板）用石油醚（沸点40-60）：甲苯（4：1）作为洗脱液检查馏分。用染色的KMnO ₄（1.5克高锰酸钾₄，10g的ķ ₂ CO ₃和200毫升水1.25毫升10％重量/体积的NaOH）允许的少量杂质可视化。

图5.提交者获得的TLC。

产物R _f = 0.50，杂质在~0.60和~0.40。提交者发现，由于相对浓度较低，通过TLC分析粗物质通常看不到杂质，但是，在柱色谱过程中获得的早期和最终含有产物的馏分中可以看到它们（见图5）。

32.半程的第二反应提供6.5g（98％）。1-三甲基甲硅烷基-2-（苯氧基甲基）苯表征数据：¹ H NMR pdf（400MHz，CDCl ₃）δ：0.36（s，9H），5.11（s，2H），6.98-7.01（m，3H），7.31 - 7.37（m，3H），7.42（td，J = 7.5,1.5Hz，1H），7.51（dd，J = 7.5,0.5Hz，1H），7.62（dd，J = 7.3,1.3Hz，1H）; ¹³ C NMR pdf（101MHz，CDCl ₃）δ：0.3（3C），70.3,114.7（2C），120.9,127.4,128.7,129.4,129.5（2C），134.8,138.8,142.0,158.7; IR（纯）2956,1738,1598,1493,1373,1233,1128,1079,1031,834,750,688,617cm ^-1 ; HRMS EI-MSm / z计算值C ₁₆ H ₂₀ ONaSi：[M] ⁺ ; 279.11756，发现; 279.11805。

使用购自Sigma-Aldrich的二甲基砜作为内标（99.96wt ％），通过定量¹ H NMR（QNMR）pdf测定重量百分比（wt％）纯度为98wt％。

34. 含有戊烯作为稳定剂的氯仿，分析试剂级（> 99％）购自Fisher Scientific，并在使用前通过短的（6cm高×4cm宽）活化的碱性氧化铝，Brockmann等级1的柱。

35. 无水甲醇（99.8％）购自Sigma-Aldrich并按原样使用。

36. （±） - 樟脑-10-磺酸（98％）购自Alfa-Aesar并按原样使用。

37. （二乙酰氧基碘）苯（98％）购自Sigma-Aldrich并按原样使用。

38.金催化的偶联可以在没有橡胶隔膜的情况下向空气敞开。在这种情况下，用针刺穿的橡胶隔膜的目的仅仅是为了防止外来物质进入反应烧瓶。

可以通过TLC分析（TLC硅胶60F254，购自Merck的铝背板）与石油醚（沸点40-60℃）：Et ₂ O（97：3）作为洗脱液来检查反应进程。用染色的KMnO ₄（1.5克高锰酸钾₄，10g的ķ ₂ CO ₃和200毫升水1.25毫升10％重量/体积的NaOH）。产物R _f = 0.37，原料R _f = 0.5 5（图4D和E）。

40. 碳酸钠（无水，> 99％）购自Fisher Scientific并按原样使用。

41.分液漏斗需要在中间清洗以清除任何黑色残留物。

42.应通过TLC分析（TLC硅胶60F ₂₅₄，购自Merck的铝背板）用石油醚（沸点40-60℃）：Et ₂ O（97：3）作为洗脱液检查馏分。用染色的KMnO ₄（1.5克高锰酸钾₄，10g的ķ ₂ CO ₃和200毫升水1.25毫升10％重量/体积的NaOH）。产物R _f= 0.37，在上下具有紧密洗脱的杂质。提交者发现，由于相对浓度低，通过TLC分析粗物质通常看不到杂质，但是，在柱色谱过程中，它们在产物的早期和最终馏分中是可见的。

43.由于在目标化合物的上方和下方密切洗脱的杂质，获得≥97％纯度的材料在该规模下是非常具有挑战性的。因此，只有在通过TLC检查后才能合并馏分。提交者以1/4报告的规模发现，用200g硅胶，得到产物，收率89％，纯度97％。对于更极性的底物，分离显着改善并允许通过色谱法进行简便的纯化。

44.以半标度进行的反应得到2.15g（71％）产物，为透明油状物。6H -苯并[c]色特征分析数据：¹ 1 H NMR PDF（400兆赫，CDCL ₃）δ：5.14（S，2H），7.01（d，Ĵ = 8.1赫兹，1H），7.07（TD，Ĵ = 7.5， 0.9 Hz，1H），7.16（d，J = 7.4 Hz，1H），7.23 - 7.31（m，2H），7.39（t，J = 7.6 Hz，1H），7.71（d，J = 7.8 H，1H），7.75（d，J= 7.7,1.4 Hz，1H）; ¹³ C NMR pdf（101MHz，CDCl ₃）δ：68.4,117.4,122.0,122.1,122.9,123.3,124.6,127.6,128.4,129.4,130.1,131.4,154.8; IR（纯）2971,2851,1738,1605,1486,1437,1366,1240,1199,1016,757,750,722cm ^-1 ; LRMS EI-MS m / z计算值C ₁₃ H ₁₀ O：[M] ⁺ ; 182.07262，发现; 182.07162。

使用购自Sigma-Aldrich的二甲基砜作为内标（99.96wt ％），通过定量¹ H NMR（QNMR）pdf测定重量百分比（wt％）纯度为97wt％。

使用危险化学品

有机合成中的程序仅供经过实验有机化学培训的人员使用。所有危险材料应使用参考文献中描述的化学品工作的标准程序进行处理，例如“实验室中的谨慎实践”（美国国家科学院出版社，华盛顿特区，2011年;全文可在http：http：http :. //www.nap.edu/catalog.php?record_id=12654）。所有化学废物应按照当地法规进行处理。有关化学废物管理的一般准则，请参阅“审慎做法”第8章。

在有机合成的一些文章中，化学特定的危害在程序中以红色“注意事项”突出显示。重要的是要认识到没有警告说明并不意味着该程序中涉及的化学品没有重大危害。在进行反应之前，应进行彻底的风险评估，包括审查与该程序计划的规模相关的每种化学品和实验操作的潜在危害。有关进行风险评估和分析化学品相关危害的指南，请参阅“审慎做法”第4章。

有机合成中描述的程序以公布的方式提供，并且风险自负。Organic Syntheses，Inc。，其编辑及其董事会不保证或担保使用这些程序的个人的安全，因此对因本文程序产生或与之相关的任何伤害或损害不承担任何责任。。

3.讨论

芳烃和芳基硅烷的分子间偶联
概述

biaryl motif被广泛认为是化学品的许多关键领域的重要特征，从药物到材料化学和农用化学品。由于这种重要的键和大多数原料的石油化学性质，二芳基链的逆合成断开既直观又经济。与此一致，我们最近报道了金属催化的中等电子富集的芳烃（Ar ¹ -H）与芳基硅烷（Ar ² -SiMe ₃）的直接芳基化（方案1）。³基于S _E的高区域和化学选择性观察到Ar反应性，重要的结果是可以从充分理解的电子学考虑中预测芳基化位点。与通过去质子化并且有利于贫电子底物的替代直接芳基化相比，观察到互补反应性。此外，在室温下，在空气中，使用试剂级溶剂和市售的末端氧化剂，使用温和的条件，通常为1-2mol％的环境友好的Au催化剂。
范围

反应配偶体（Ar ¹ -H和Ar ² -SiMe ₃）可具有多种功能，包括：酯，醚，酰胺，3°胺，卤素，假卤素，空间要求的邻位基团，甚至氧化敏感的醛和伯醇。卤素的耐受性是特别值得注意的，因为这为通过传统的交叉偶联方法进一步官能化提供了极好的手段。方案摘要显示在方案1中，而完整的实例列表包含在讨论部分末尾的表1中。
限制

作为S _E Ar机理的结果，需要亲核芳烃来拦截所提出的亲电子Au ^III中间体。⁴因此，缺电子（杂）芳烃，如吡啶和氟苯不能经历的有效耦合。相反，高电子（杂）芳烃可以通过与I ^III氧化剂的直接反应进行氧化分解或形成二芳基 - 碘副产物。虽然首先听起来仅限于使用中等电子丰富的芳烃，但实际情况是由于芳香基序的性质，大量合成有用的芳烃基质固有地位于该反应性窗口内。对于芳基硅烷，高度富电子的基底可以截取亲电子Au^III中间，因此，经历竞争性的同型偶联。当经济上可行时，这可以通过使用过量的芳烃偶合配偶体来克服。

方案1.芳烃和芳基硅烷的金催化氧化偶联的代表性范围³

杂芳烃和芳基硅烷的分子间偶联 - Segawa和Itami
概述

2015年，Segawa和Itami的团队扩展了该方法，包括以前未耐受的杂芳烃（方案2）。⁵这是通过使用一个强供电子NHC配体作者提出加速芳基化的速率和促进Au中完成^我 -Au ^III氧化过程。

方案2通过濑川和伊丹报道杂芳烃和芳基硅烷的金催化的氧化偶合的代表性范围⁵

范围和限制

虽然作为概念证明，但获得的产率通常为差至中等（13-55％），并且反应非常缓慢（5mol％催化剂，65℃，18-48h）。结果，报道的范围非常小，由四个异恶唑，一个吲哚和一个苯并噻吩组成。所研究的芳基硅烷具有有限的官能度，包括卤素和一个CF ₃基团。方案2中显示了范围摘要，而讨论部分末尾的表2中列出了完整的示例列表。 异构芳烃和芳基硅烷的分子
间 偶联 - Lloyd-Jones
概述

2016年，劳埃德 - 琼斯集团发布了先前未耐受的杂芳烃的替代偶联（方案3）。⁶这是通过使用完成thtAuBr ₃作为快速活化催化剂前，排除甲醇作为助溶剂，将使用定制的氧化剂和芳基硅烷偶联剂的合作伙伴。具体地，使用2,4,6-三异丙基 - 碘苯二乙酸酯作为空间位阻的I ^III氧化剂有助于防止杂芳烃的氧化分解和二芳基碘盐副产物的形成。用3-羟丙基二甲基甲硅烷基（HPDMS）基团取代标准三甲基甲硅烷基（TMS）极大地加速了芳基化，使得在室温下易于偶联，通常在3小时内提供中等至高产率（43-89％）。
范围

一系列杂芳烃成功偶联，包括吲哚，吡咯，呋喃，噻吩，苯并噻吩，尿嘧啶和2-吡啶酮。除了一种情况外，在所有情况下都获得了基本上定量（> 95％）的区域选择性。反应配偶体（Ar ¹ -H和Ar ² -SiMe ₃）可具有一系列官能度，包括酯，卤素，硅烷和硼酸酯。硼酸酯，卤素和硅烷（TMS）的耐受性为通过传统的交叉偶联方法进一步官能化提供了极好的手段。方案3中显示了范围摘要，而讨论部分末尾的表3中列出了完整的示例列表。
限制

不出所料，由于杂芳烃的电子特性不同，所检查的总共15种底物未能进行有效的异质偶联（表3）。关于芳基硅烷，缺电子底物在当前条件下是非反应性的。作为不便而不是限制，所使用的定制试剂（空间位阻的末端氧化剂和硅烷源）不是商业上可获得的并且必须通过相对简单的无色谱合成来制备。

方案3由Lloyd-琼斯报道杂芳烃和芳基硅烷的金催化的氧化偶合的代表性范围⁶

芳烃和芳基硅烷的分子 内偶联
概述

2017年，Lloyd-Jones小组发表了关于芳基硅烷的分子内芳基化的制备和机理研究（方案4）。⁷该反应证明在室温下在温和条件下产生一系列5-至9-元碳 - 环和杂环。大多数实施例使用1-2mol％Au并在合理的时间范围内达到完全转化。对于一些基材，在30分钟内完成完全偶联，使催化剂负载量降至低至0.06mol％。作为额外的益处，反应的分子内性质基本上消除了竞争性芳基硅烷同源偶联并促进中性和缺电子芳烃的芳基化，所述芳烃是在分子间过程中根本不反应的底物。作为示例，该方法应用于天然产物（±）-Allocolchicine的正式合成中。⁸对于高度富电子的底物，通过与ArIX ₂氧化剂的直接反应形成二芳基碘鎓盐是分子内和分子间偶联的不希望的副反应。对于一些分子内芳基化，使用较温和的氧化剂，双（三氟乙酸）苯基碘（PIFA）可以减少这种副反应，同时仍然促进生产催化。应该注意的是，PIFA不促进分子间偶联的生产催化。
范围

芳基硅烷可以用卤素官能化，空间要求的邻位基团并且可以是富电子的，中性的或缺电子的。芳烃可以用醚，卤素，假卤素，空间要求的邻位基团官能化，也可以是富电子，中性或缺电子的，这是分子内过程特有的特征。系链可含有杂原子（所研究的N和O），其中10个实例报道的范围为5-至9-元碳环和杂环。方案4中显示了范围摘要，而讨论部分末尾的表4中列出了完整的示例列表。
限制

可能形成10元环的一个基底未能进行有效耦合。然而，尚未详尽地研究较大环（10+）的形成，并且取决于基板，这仍然是可能的。尚未报道杂芳烃的分子内偶合，无论是芳基硅烷还是杂芳基硅烷，目前正在该研究小组中进行研究。

方案4芳烃和芳基硅烷的金催化分子内cylization的代表性范围⁷^，⁸

一般程序

在此，我们报道了制备和环化1-三甲基甲硅烷基-2-（苯氧基甲基）苯的详细程序，作为芳基硅烷芳基化的一般实例。金催化偶联本身操作简单，并且在我们团队的过去6年的研究中已被证明是一种非常强大的反应。还报道了必需的预催化剂四氢噻吩三溴化金（thtAuBr ₃）的高产量制剂。该预催化剂显示出最小的诱导期（<300秒）并且在固态和溶液中都是稳定的。
其他注意事项：
使用RegioSQM预测区域选择性

Jørgensen及其同事最近（2018）报道了一种计算方法来预测芳烃和杂芳烃的亲电芳香取代的优选位点。⁹对于非专家来说，预测很容易实现，要求用户只需将基板的SMILES字符串（在ChemDraw中生成）复制到在线工具（http://www.regiosqm.org））免费向公众开放。该结构在几分钟内返回，突出显示反应位点。对（杂）芳烃和芳基硅烷的金催化分子间偶联的随机选择的回顾性分析表明，区域选择性可以通过主要区域异构体的成功率为87％来预测（46个实例中的40个）。该方法还突出了（杂）芳烃上的替代反应位点，这有助于先验地预测有问题的区域化学问题。
溶剂

氯仿，具有或不具有甲醇作为助溶剂，因而采用远作为主要溶剂在所有报告的耦合。虽然适用于小规模研究，但其高毒性和环境影响将需要替代任何大规模应用。在我们小组中检查替代溶剂之前已经导致了混合的结果，然而，在大多数情况下，乙酸乙酯作为合适的替代品，尽管反应速率慢得多。我们的研究小组目前正在对一般的替代溶剂进行调查。
氧化剂

对于相对小规模的应用（<100g），使用PhIX ₂试剂如PhI（OAc）₂和PIFA作为末端氧化剂不是问题。然而，由于它们的高成本和高质量的化学计量副产物，大规模使用这些试剂并不理想。我们的研究小组目前正在研究一种通用的替代终端氧化剂。
二芳基碘副产物的形成

对于富含高电子的芳烃，通常在芳烃和亲电子^III族氧化剂之间发生竞争反应，提供二芳基碘盐副产物（方案5）。我们已经表明，在分子内偶联中，这可以通过使用PIFA作为较少亲电的I ^III氧化剂来减轻。

方案5.二芳基碘盐副产物的形成

形成原子和溴甲硅烷基化副产物

高度富电子的芳基硅烷经常与反应混合物中存在的机会亲电试剂进行竞争的S _E Ar反应。在我们的标准条件下，H ⁺和Br ⁺都存在（分别来自CSA和thtAuBr ₃），在某些情况下导致少量的原甲酰化和溴化硅烷化（方案6）。观察到的溴代甲硅烷基化的量取决于所用的预催化剂的量，其中thtAuBr ₃释放2当量的Br ⁺，在典型的催化剂浓度下，这导致高达2-4％的溴代甲硅烷基化。