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EurJOC:电化学氮杂芳烃和萘酚类化合物C(sp2)-H卤化策略

电化学合成使用电子作为“无痕迹”的氧化还原剂替代传统有毒或危险的化学氧化还原剂,成为了一种安全、绿色和环境友好的强大合成工具。与传统的化学方法相比,电化学为构建重要的有机分子提供了一种绿色环保的方法。近年来,电化学氮杂芳烃C(sp2)-H卤化反应也取得了相应的进展。(图1)。



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图1:氮杂芳烃C(sp2)-H卤化策略

郑柯老师课题组以卤化铵作为卤源建立一个无金属、无氧化剂、常温空气条件下的绿色、高效的反应体系,实现多种类型C(sp2)-H键的卤化(图1-c)。在确立了反应的最优条件后,作者考察了该电化学卤化策略的普适性。底物如图2所示,该电化学卤化策略对多种吲哚衍生物、二唑类化合物、吡咯类化合物、喹啉酮和萘酚类化合物表现出良好的兼容性。碘化反应使用绿色的乙醇(95%)作为溶剂;值得注意的是,硫醚、羟基和醛这些在电催化条件下通常容易被氧化的官能团也能够兼容该电化学卤化方案并以优异的收率(93-97%)得到相应的碘化产物。作者认为反应机理是:卤负离子在阳极发生单电子或者双电子氧化产生卤自由基或者卤正离子,随后卤自由基或者卤正离子进攻氮杂芳烃然后芳构化得到C(sp2)-H卤化产物。

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图2:电化学C(sp2)-H卤化底物普适性

流动电化学放大量实验(1.73 g,90%)证明了该C(sp2)-H卤化策略的实用性(图3),为进一步的工业大规模合成提供了有希望的结果。

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图3:流动电化学放大量实验

综上所述,作者成功开发了一种环境友好(无金属、无氧化剂)且高效的电化学C(sp2)-H卤化策略,实现了多种氮杂芳烃和萘酚C(sp2)-H的卤化(碘化、溴化、氯化)。这种创新的方法采用市售的廉价卤化铵作为卤源;能够在无需要额外电解质的温和反应条件下(环境温度和空气条件)合成氮杂芳烃和萘酚类卤化物。广泛的底物范围和流动电化学合成证明了这个电化学C(sp2)-H卤化策略的实用性。

文信息

Electrochemical Direct C−H Halogenation of N-Heteroarenes and Naphthols

Pan Tao, Yujun Li, Prof. Dr. Ke Zheng


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202300622




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