有机Angew二氮杂环磷烯DAPs

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21世纪初,随着Gudat课题组对二氮杂环磷烯(DAP)P-H键的氢解离能的报道,出现了DAPs的化学计量还原反应。近些年,利用DAPs实现有机卤化物(碘和溴)的自由基加成反应成为了一个新兴的领域。年,Speed课题组报道了室温下DAP介导的自由基环化反应(Scheme1,eq1)。随后,Yang和Cheng课题组利用AIBN引发,在DAP存在下实现了芳基卤化物(碘和溴)的自由基脱卤环化反应(Scheme1,eq2)。年,Cramer课题组利用DAP前体2,并使用路易斯碱和HB(pin)作为终止还原剂实现了芳基溴化物的自由基环化反应(Scheme1,eq3)。最近,加拿大达尔豪斯大学AlexanderW.H.Speed课题组报道了利用可见光引发,PhSiH3作为终止还原剂,DAPs催化芳基卤化物与烯烃的分子内或分子间自由基加成反应。相关成果发表在Angew.Chem.Int.Ed.,,DOI:10./anie.04088上(Scheme1,eq4)。

  

  (图片来源:Angew.Chem.Int.Ed.)

  

  首先,作者对DAP卤化物转化为DAP氢化物的过程进行探索(Scheme2)。发现当使用5当量PhSiH3和Cs2CO3在氘代乙腈中室温反应30分钟即可以87%的产率实现DAP卤化物3到DAP氢化物1的转化。

  

  

  (图片来源:Angew.Chem.Int.Ed.)

  

  随后,作者对DAPs催化芳基卤化物的自由基加成反应进行尝试并对条件进行筛选(Table1)。通过实验主要得出以下结论:1)蓝光的引发是至关重要的;2)Cs2CO3和TEA的加入可以有效促进反应的转化;3)芳基氯化物在最优条件下没有反应活性;4)反应可以放大至1.0mmol规模而产率基本保持。  

  

  (图片来源:Angew.Chem.Int.Ed.)

  

  在得到了最优反应条件后,作者对该反应的底物范围进行了探索,实验结果证明,该反应具有很好的底物适应性,许多不同基团的底物都可以顺利进行此反应且产率良好。值得注意的是,除了分子内的自由基加成反应外,芳基卤化物与烯烃的分子间加成也可以顺利实现(Scheme3)。

  

  (图片来源:Angew.Chem.Int.Ed.)

  

  为了对潜在相关物种1、二聚体12a和磷正离子13的还原能力进行比较,作者进行了循环伏安实验(CV)(Scheme4)。实验表明,这些物种表现出复杂和不可逆的氧化还原特性,且每个化合物的还原波在-1.75V左右,并且磷正离子13是最强的。随后作者对光在此反应中的作用进行了进一步的探索(Scheme4)。实验结果表明光可能不仅仅可以引发反应,被光激发的DAPS还可能具有更快的氢原子转移速率。最后作者提出了此反应可能的反应机理(Scheme4):首先,由1在光引发下产生自由基物种12b;随后12b从6a中攫取溴原子形成溴化物3;接着芳基自由基中间体15a发生自由基环化得到烷基自由基中间体15b;而同时3与Cs2CO3和PhSiH3反应再次形成1;接着1可以与15b反应生成产物8a并再生12b。

  

  

  (图片来源:Angew.Chem.Int.Ed.)

  

  总结达尔豪斯大学AlexanderW.H.Speed课题组报道了DAPs催化芳基卤化物与烯烃的分子内或分子间自由基加成反应。该反应由可见光引发,PhSiH3作为终止还原剂,并且Cs2CO3和TEA的加入可以有效促进反应的转化。此工作与Cramer小组的工作将会进一步促进二氮杂环磷烯化学的发展。  论文信息:  Diazaphospholene-CatalyzedRadicalReactionsfromArylHalides  RobertD.Riley,BlakeS.N.Huchenski,KarleeL.Bamford,AlexanderW.H.Speed*Angew.Chem.Int.Ed.DOI:10./anie.04088原文(扫描或长按


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