EurJOC:光催化芳香羧酸和α-三氟甲基苯乙烯的脱氧偶联反应

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三氟甲基对于有机分子的物理性质和生物性质有十分重要的影响,广泛存在于先进材料、农用化学品、医药分子中。因此合成含有三氟甲基的分子是有机合成化学的热门研究方向,在过去的几十年,各种三氟甲基化试剂前体如三氟甲基碘甲烷、Togni试剂、Umemoto 试剂等被开发用于有机物引入三氟甲基。


α-三氟甲基苯乙烯是一种十分重要的含三氟甲基基团的原料,常被用于合成各种结构不同的含氟有机物。然而,在过渡金属、亲核性试剂或者碱的条件下,容易进行β-F消除反应得到二氟烯烃。目前为止,在以α-三氟甲基苯乙烯作为三氟甲基化前体,得到保留三氟甲基官能团的产物报道的相对较少。


南京大学谢劲课题组长期致力于羧酸化合物的高效转化研究。该研究团队报道了光催化芳香羧酸和α-三氟甲基苯乙烯的脱氧偶联反应。该策略利用底物芳香羧酸的酸性结合适当的有机碱,抑制了反应过程中β-F消除副反应,合成了结构多样的β-三氟甲基酮化合物。同时,该方法展现出了较好的官能团容忍性,一些卤素、杂芳环结构、酯基和羰基结构都能很好的兼容。

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在得到最优反应条件后,作者对底物范围进行了拓展,吸电子取代或者给电子取代芳香羧酸都能以中等至较好的收率得到三氟甲基保留的产物。杂芳香羧酸如呋喃甲酸、噻吩甲酸和2-吲哚甲酸也能顺利进行反应。药物分子替米沙坦也能在反应中兼容,得到结构复杂的β-三氟甲基酮化合物。

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该研究团队也对α-三氟甲基苯乙烯一侧进行了底物拓展,发现含有缺电子芳基的底物收率相对较好。作者认为缺电子芳基能够稳定反应过程中产生的苄基碳负离子中间体,从而提升反应收率。

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在完成底物拓展后,作者提出了以下可能的机理。激发态光敏剂与三苯基膦经历单电子转移过程得到三苯基膦自由基阳离子。底物芳香羧酸在碱的作用下亲核进攻自由基阳离子,得到氧膦自由基中间体II,经β-断裂得到酰基自由基和三苯基氧膦。亲核性酰基自由基自由基加成到缺电子α-三氟甲基苯乙烯,经单电子还原,质子化得到产物3。

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南京大学谢劲课题组报道了光催化下由芳香羧酸和α-三氟甲基苯乙烯合成β-三氟甲基酮化合物的新方法。该反应通过膦自由基阳离子促进芳香酸脱氧过程,生成酰基自由基,随后对α-三氟甲基苯乙烯的氢酰化反应。该方法能够在温和的条件下以高收率得到β-三氟甲基酮化合物。

文信息

Synthesis of β-Trifluoromethylated Ketones by Photocatalyzed Deoxygenative Coupling of Aromatic Acids with α-CF3-Substituted Styrenes

Lili Zhang, Xiaoyu Yu, Shenmao Ouyang, Chengjian Zhu, Weipeng Li, Jin Xie


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202400392


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