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OL | 基于硝基芳烃和苯乙烯的钯催化Mizoroki-Heck反应合成二苯乙烯衍生物

近日,日本早稻田大学Junichiro Yamaguchi教授及其合作者在美国化学会知名刊物《Organic Letter》上,发表了基于硝基芳烃与苯乙烯在钯催化条件下发生Mizoroki-Heck制备二苯乙烯类似物的报道,该方法具有较高的产率及应用前景



Mizoroki-Heck是有机化学中构建碳-碳键重要的方法,该反应以钯作为催化剂,使用芳基卤代物或烯基卤代物和末端烯烃偶联的反应,反应具有较好的选择性和收率。同时,NaKao及其合作者应用硝基芳烃和亲核试剂在钯催化下发生去硝基化过程,后续研究中硝基芳烃与苯硼酸、胺、醇反应,进一步发展出构建芳基化、氨化和氢化的方法。




在最新的研究中,研究者使用硝基芳烃替代卤代芳烃与苯乙烯发生Mizoroki-Heck,制备二苯乙烯类衍生物。首先,研究者以甲基硝基苯( 1A, 1.5 equiv.)和苯乙烯( 2a, 1equiv. )起始原料,Pd(acac)2(5mol %)为催化剂,筛选配体(20 mol%)、无机碱(3equiv.)和溶剂,从而得到反应发生的最优化条件。二氧六环作为溶剂时反应收率为( 8%,entry 1),使用沸点升高的溶剂甲苯、间二甲苯、间甲醚及三氟甲苯时,反应的收率增高(20-53 %,entry 2-5),三氟甲苯作为溶剂时收率最高;以磷酸钾、碳酸钾、碳酸铯、碳酸铷为无机碱探究最佳缚酸剂,当碳酸铷为缚酸剂、Brettphos为配体、三氟甲苯为溶剂时得到最高的收率(80 %, entry 9);对不同种类的配体进行探究,实验中反应的收率均未超过Brettphos的效果。由此,筛选出了反应的最佳条件,Pd(acac)2(5mol %)为催化剂,Brettphos (20mol%)为配体、Ru2CO3( 3equiv.)为无机碱和三氟甲苯为溶剂。


在底物拓展中研究者首先使用不同取代的硝基芳烃,与苯乙烯应用该方法发生反应,其中供电基团的反应(3Aa,3Ba3Ca3Ea3Fa3Ja)取得较高收率(62-83%);带有吸电子基团(3Da3Ha)反应收率降低(57%, 51%);当该反应带有杂环取代也可以很好地完成(3Ka3La,3Ma),并取得中等的收率;研究中,应用该方法合成非甾体抗炎药物Nimesulide (3Na),反应顺利制备出3Na产率为31%。


接下来研究者使用对甲硝基苯与不同取代苯乙烯应用上述方法进行底物拓展,其中供电子取代反应(3Ac-3Ag)反应较好,并取得较高收率(60-89%);三甲基硅烷( 3Ah )、4-氟取代基(3Ai)、胺甲酰基(3Aj)反应时能够较好地耐受,并取得中等的收率(38-63%);同样该方法应与多环硝基芳烃反应,取得良好的反应收率;其中,应用该方法与环庚烯反应后得到3An,含异构体反应收率为52%;增加苯乙烯上取代基反应依然顺利的进行,该反应在包括其他异构体时收率为22%;而当研究者试图使用α,β-不饱和酯与对甲基硝基苯应用实验方法,发现该方法反应条件下不能进行反应。



最后研究者使用苯乙烯1.0 equiv.)、对氟硝基苯、3,5-二甲基苯酚(1.0 eqiuv.)组成三元反应体系制备了化合物6,应用筛选的得到的条件通过SNAr和去硝基化反应收率为41%。



总结:研究者通过硝基芳烃和苯乙烯为原料,Pd/BrettPhos催化下发生Mizoroki-Heck反应生成了二苯乙烯衍生物。该方法在取代芳烃及芳杂环中均具有较好的适用性,且反应产率较高具有一定的应用前景。


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