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第一作者 : Xia-Ping Fu, Xiao-Song Xue
通讯作者 :Kendall N. Houk, 张新刚
通讯单位 : 中科院上海有机所
研究背景
1、二氟卡宾在医药,农用化学品和材料中具有重要的应用,二氟卡宾还可用于制备多种F18标记的三氟甲基化化合物,作为放射性同位素进行正电子发射断层扫描研究
2、尽管应用范围很广,但二氟卡宾的反应类型有限(图1a–d),这主要是利用其固有的亲电性质,且仅涉及几种反应,为了克服该限制,已经进行了超过40年的尝试,以通过与过渡金属配位来调节二氟卡宾的反应性
图1、先前和当前的二氟卡宾转移方法
3、尽管已合成和分离了基于第6至10组的各种金属二氟卡宾([M] = CF2)配合物,但与非氟化对应物相比,其固有的低反应性阻碍了进一步的转化,并给催化循环带来了挑战
4、近期有报道实现催化二氟卡宾转移,将二氟罗甲基(CF2H)基团安装在芳环上,但这些方法不涉及在亲核性和亲电子性之间对金属二氟卡宾的反应进行可控的操作,并且只能获得一种类型的氟化化合物,可控的催化二氟卡宾催化转移仍然是一个遥遥无期的目标
本文策略
1、本文采用钯催化的策略,该策略通过切换钯中心的价态(分别为Pd(0)和Pd(ii))使形成的钯二氟卡宾(Pd = CF2)具有亲核性和亲电子性
2、可控制的催化二氟卡宾催化转移发生在容易获得的芳基硼酸和二氟卡宾前体溴二氟甲基甲基膦酸二乙酯(BrCF2PO(OEt)2)之间
图文赏析
表1、优化模型反应中氟代烷基化芳烃的选择性形成
图2、氟烷基化芳烃的多样化合成
图3、机理研究
图4、钯催化的二氟卡宾转移反应的能量分布计算
图5、可控制的钯催化的二氟卡宾转移的可能途径的概述
全文总结
1、本文所述的简单氟源,进行二氟卡宾转移可以得到四种类型的产品:二氟甲基化和四氟乙基化的芳烃及其相应的氟代烷基化酮
2、该转移还可以应用于药物和农用化学品的改性,以及一锅法多样化的氟化化合物的合成
3、机理和计算研究表明,亲核和亲电钯二氟卡宾([Pd] = CF2)之间的竞争是控制催化二氟卡宾转移的关键因素
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