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Chem. Eur. J. :铜催化C-Si/C-H自由基交叉偶联反应


中国科学院大学黄辉课题组报道了一种通过芳基硫盐产生自由基途径下高效的C-Si/C-H交叉偶联反应。与目前报道的直接C-Si/C-H交叉偶联反应相比,该催化体系不仅使用廉价的铜催化剂,而且展现出更高的位点选择性。


联芳烃(Ar1-Ar2)是医药、农用化学品和有机功能材料中最重要的官能团之一,其合成主要依赖于过渡金属催化的芳基亲电试剂亲核试剂的交叉偶联反应。作为芳基亲核试剂,有机(三烷基)硅烷是一种稳定性高、易得的环境友好型反应物,然而目前有机(三烷基)硅烷参与的交叉偶联反应制备联芳烃化合物通常使用贵金属催化剂,并且反应位点选择性差。



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图 1. C-Si/C-H交叉偶联反应得到联芳烃化合物。a,金催化芳基硅烷与C-H交叉偶联反应制备联芳烃化合物。b,过渡贵金属或光催化芳基硫盐与C-H和C-B(OH)2等交叉偶联反应制备联芳烃化合物。c,铜催化芳基硫盐与硅烷交叉偶联反应制备联芳烃化合物。

为了解决这一问题,黄辉/史钦钦团队选择高活性、高位点选择性的硫盐做为亲电试剂,开发了一种铜催化芳基硅烷的高效、高区域选择性的交叉偶联方法(图1)。实验和理论计算研究揭示了铜催化剂和CsF在自由基生成和脱硅过程中起关键作用的自由基机理。


此外由于C-Si键稳定性高,能够耐受传统Suzuki反应条件,该催化体系通过正交反应设计,被应用于不对称芳基化反应,所制备的不对称芳基化合物10在固体中表现出高达50%的高光致发光量子产率(PLQY),表明其作为荧光探针中应用潜力(图2a)。接着,对比了不同方法制备药物后修饰产物的差异,证明该方法采用位点选择性的硫盐,目标产物11-14的总收率(23-58%) ,远高于目前报道的合成方法(图2b),说明该方法是合成药物的良好选择。

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图 2. a,Suzuki/C-Si活化不对称芳基化反应。b,药物后官能化反应。

文信息

An Efficient C-Si/C-H Cross-Coupling Reaction Enabled by a Radical Pathway

Chunchun Mi, Bei-Bei Zhang, Guanghao Zhang, Aidong Peng, Zhi-Xiang Wang, Qinqin Shi, and Hui Huang

文章第一作者为米春春和张蓓蓓,通讯作者为汪志祥教授、史钦钦副教授和黄辉教授。


Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202303857


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