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Chem. Asian J. :吡啶酰胺配体:镍催化溴代芳烃与溴代环丙烷的还原交叉偶联反应
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图1. 芳基环丙烷类化合物的合成策略

芳基环丙烷类化合物同时具有芳环与环丙烷骨架,广泛存在于生物活性分子,尤其是药物分子的结构中,其合成方法的研究有着重要意义。不同于传统的烯烃环丙烷化构建环丙烷类化合物(如Simmons-Smith反应),过渡金属催化环丙基试剂的偶联反应可以实现环丙基的直接引入。已报道的例子中,该类方法大多需要用到活泼的环丙基金属试剂(如:格式试剂、锌试剂等)。镍催化还原偶联反应在外加还原剂条件下,可以实现两个不同亲电试剂间的交叉偶联,有效避免了活泼金属试剂的使用。目前,该策略以环丙基亲电试剂构建芳基环丙烷的例子仅有数例,大都产率较低,其中仅有一例可以以较高收率得到芳基环丙烷类化合物。此外,这些方法均需采用复杂的光化学或电化学装置。能够更加简单、高效地合成芳基环丙烷类化合物仍是一个挑战(图1)。

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图2. 配体筛选

近日,中国科学院上海有机化学研究所金健课题组设计了一种新型三齿酰胺配体,实现了镍催化多种溴代烷烃(包括溴代环丙烷)与溴代芳烃的还原偶联反应。在研究过程中,作者发现,常用的双齿NN配体由于其位阻较小难以抑制溴代芳烃自偶联过程的进行,而常见的三齿NN2配体则由于位阻较大且刚性较强容易生成溴代芳烃脱溴氢化的副产物。基于以上思考,作者新设计的三齿酰胺配体虽然具有较大的位阻,但其骨架更加灵活,可以很好地抑制以上提及的两类副反应的发生,以高收率得到交叉偶联产物(图2)。另外,该反应还无需光化学或电化学装置,操作简单、反应条件温和,具有良好的底物适用性。

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图3. 底物范围

在最优反应条件下,多种溴代(杂)芳烃与溴代烷烃可以以高收率得到相应的目标产物。该反应尤其适用于位阻较小的溴代烷烃(如溴代环丙烷、溴代环丁烷、一级溴代烷烃)与溴代芳烃的还原偶联反应(图3)。此外,反应可以放大到克级规模,可以一步实现生物活性分子关键中间体的构建(图4)。此前,这些中间体通常通过钯催化Suzuki-Miyaura偶联以及随后的硝基还原氢化两步得到。该方法简化了传统的制备过程,证明了该方法在药物合成中潜在应用价值。

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图4. 生物活性分子中间体的克级合成

文信息

Picolinamide Ligands: Nickel-Catalyzed Reductive Cross-Coupling of Aryl Bromides with Bromocyclopropane and Beyond

Dongyang Han, Jie Sun, Prof. Dr. Jian Jin


Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202201132




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