【Angew】 [Ph4P]+[Cu(CF2H)2]-的制备、分离和反应研究

文摘   教育   2022-09-01 17:05   德国  



二氟甲基是羟基、巯基等的生物电子等排体,并且能明显改善分子的亲脂性,因此受到了广泛关注。金属催化的二氟甲基化反应是在有机分子中引入二氟甲基的重要手段,其中铜催化或参与的亲电试剂和亲核性二氟甲基试剂的偶联反应取得了较多进展。近日,中科院上海有机所的沈其龙研究员课题组基于对二氟甲基负离子中间体的机理研究,制备得到了一种二氟甲基亚铜中间体[Ph4P]+[Cu(CF2H)2]-,该中间体具有较好的反应性,能实现芳基卤代物、苄溴、酰氯、有机硼化合物和炔烃等的二氟甲基化反应Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202210151)。


【二氟甲基亚铜化学】二氟甲基负离子和一价铜可以生成二氟甲基亚铜中间体参与反应,但真正参与反应的活性中间体结构是有争议的。EujenBurtonHartwigMikamiHuSanford等课题组在这领域做了大量工作,通过氟谱监测到了不同类型的二氟甲基亚铜中间体。Sanford等人使用大位阻氮杂环卡宾稳定二氟甲基亚铜中间体,成功分离得到了一种稳定的CuCF2H配合物,通过单晶确认了结构。


[Ph4P]+[Cu(CF2H)(Cl)][Ph4P]+[Cu(CF2H)2]的制备】

在本文的工作中,沈老师课题组利用四苯基鏻阳离子去稳定二氟甲基亚铜,通过调节二氟甲基负离子的当量,成功分离得到了两种中间体[Ph4P]+[Cu(CF2H)(Cl)][Ph4P]+[Cu(CF2H)2]。值得注意的是,[Ph4P]+[Cu(CF2H)2]可以实现10 g级制备。该类型配合物具有相对较好的稳定性,在氩气氛围下能在-30 oC下保存一个月以上。



【反应性初步探索】化合物12能作为二氟甲基源参与各类反应。在和缺电子碘苯的偶联反应中,化合物2的反应性更好,产率可达90%。而化合物1作为二氟甲基化试剂产率仅为23%


【底物拓展】

1、和卤代(杂)芳烃、烯基碘、酰氯和苄溴等底物的反应:


2、和有机硼底物的氧化二氟甲基化反应:


3、一锅法C-H键硼化/二氟甲基化反应


4、炔烃和杂芳烃的氧化二氟甲基化反应:


5、其他类型反应:


【总结】通过对铜参与二氟甲基化反应的机理研究,沈其龙研究员课题组制备分离得到了一种新的二氟甲基亚铜中间体,并得到了晶体结构。该中间体具有很好的反应活性,能和芳基卤代物、苄溴、酰氯、有机硼化合物和炔烃等以较好的收率得到二氟甲基化产物。


参考文献:Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202210151





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