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(来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
首先,作者采用4-苯基-1-丁炔2a与三甲基硅乙炔3为模板底物进行条件优化(Table 1),通过对配体、溶剂、还原剂等反应条件的优化,作者确定了反应的最优条件为:1a为催化剂、乙基溴化镁为还原剂、THF为溶剂,室温反应3 h,最终以98%的收率得到目标产物。值得注意的是,配体不仅影响反应的活性,对于自身二聚与交叉二聚的选择性也有巨大影响。
(来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
确定了最优反应条件后,作者对反应的底物范围进行了扩展(Table 2)。其中,具有苯基、萘基、噻吩基、吡啶基及烷基取代的端炔均能以良好的收率得到目标产物,但叔丁基苯乙炔不能得到相应产物,可能是由于位阻作用的影响。反应具有良好的官能团耐受性,羟基、硅基醚、氨基、酯基、缩醛、邻苯二甲酰亚胺、氰基、卤素等官能团均能兼容反应条件。
(来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
随后,作者对反应中的炔基供体进行了扩展(Table3)。其中,二甲基叔丁基硅乙炔、三异丙基硅乙炔及二苯基硅氧基乙炔均能以高收率得到产物。但叔丁基乙炔只能以61%收率得到产物,可能是由于其立体位阻更大。
(来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
最后,作者通过原位捕获及氘代实验对反应的机理进行研究,提出了反应的催化循环(Scheme 1):首先,Co催化前体在还原剂作用下被原位还原为零价Co活性中间体A,其随后对硅基乙炔的C-H键进行氧化加成,生成中间体C;紧接着C对另一个炔烃进行氢金属化过程,生成中间体D或者E;最后D或者E经还原消除得到产物。在此循环中,大位阻配体对于反应的活性及选择性至关重要。
(来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
小结:Kazushi Mashima课题组发展了Co催化端炔的(E)-选择性交叉二聚反应,合成了一系列1,3-烯炔化合物。作者后期通过分离Co(0)活性中间体及氘代实验,对反应机理进行了研究,并强调了大位阻配体的重要性。
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