【Suzuki偶联重磅】,不需要钯参与,不需要任何金属参与!催化的尽头都是无金属?

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偶联反应在药物合成,天然产物合成等领域发挥着重要的角色,而个人认为在所有偶联反应中Suzuki偶联应该是应用最广泛的偶联之一了,同时也是反应条件最温和,最好控制的偶联反应之一。很多时候,我们可以刻意的把碳碳键的构建引导用Suzuki偶联做,例如Heck反应,我们可以在烯烃末端安置一个硼酸酯基团,这样碳碳键构建就从Heck变成了Suzuki了,而烯烃末端硼酯也很容易构建,像烯烃复分解,炔类底物在钯催化或(Cy)2BH条件下与硼酯进行反应制备。然而Suzuki偶联需要金属钯的参与,有的钯类催化剂价格还是比较贵的,而且在药物研发中,使用金属钯往往还存在钯残留的问题。因此,发展无金属催化的有机卤代芳烃与有机硼试剂的反应显得很有吸引力。正是在这样一个背景下,最近来自合肥工业大学的许华建教授团队和安徽大学的于海珠教授团队合作在著名期刊Nature Catalysis【影响因子:30.471】上报道了有机小分子胺催化的芳基硼酸参与的Suzuki类型的偶联反应(DOI:10.1038/s41929-020-00564-z)。

本文作者选择底物1和苯硼酸2作为模板底物进行详细的催化剂优化,最终催化剂26脱颖而出,以90%以上的产率实现氯或溴代芳烃的偶联反应。

在最佳催化剂的条件下,作者考察了溴代与碘代芳烃或氯芳烃与芳基硼酸反应的底物普适性。对于溴代与碘代芳烃,最佳反应条件是:5%的催化26(用量还是比较低的),碳酸钾(3当量),邻二甲苯,110度反应两个小时;对于氯代芳烃,最佳反应条件是:5%的催化26,碳酸铯(3当量),18冠6(10%),邻二甲苯,125度反应九个小时。从下图中可以看出,该反应体系的普适性还是非常广的,官能团兼容性非常好,像酯基,氰基,烯烃,炔烃,杂环,氨基等等,都能很好地参与反应,最高产率可达到95%以上。

更喜人的是,该方法可以用于很多活性产物的后期修饰,表现依然强劲

该反应的应用性在下面克级规模产物的制备中体现的淋漓尽致,催化剂用量可以进一步降低到千分之五的水平

作者对反应的机理进行了详细的研究,在这里小编就不去阐述了,大家有兴趣可以学习一下。



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