Nat.Synth.:光诱导硫酚催化氮杂芳环C(sp²)–H键与CO2的羧基化反应
前沿
利用CO2 的转化构建羧基化合物是有机合成的重要策略。现阶段,光催化底物分子C-H键与CO2 的直接羧基化反应,受到有机化学家的广泛关注。但是,对于氮杂芳环C(sp²)–H键与CO2 的羧基化反应仍然具有重大挑战(图1b)。近年来,光促进电子供体-受体复合物(EDA)引发的自由基反应,构建碳-碳或碳-杂键得到长足发展。基于此,四川大学余达刚教授/叶剑衡研究员/重庆大学蓝宇教授在前长期光促CO2 转化研究基础上,报道了光诱导硫酚催化氮杂芳环C(sp²)–H键与CO2 的直接羧基化反应,高效合成种类多样的氮杂芳环羧基化合物DOI:10.1038/s44160-023-00465-6(图1)。
图1来源Nat. Synth.
实验结果
作者在确定模板底物后,对反应条件进行优化。以4-甲氧基苯硫酚为催化剂,Cs2CO3 为碱,Ph3SiH 为添加剂,在蓝色LED灯照射下能够顺利得到目标化合物。
随后,作者在得到最佳反应条件后,对底物普适性进行考察。各种氮杂芳环(如:喹啉、吡啶、邻二氮菲、吖啶等)均能高选择性与CO2 发生羧基化反应,得到相应的目标化合物(图2)。
图2来源Nat. Synth.
编者结语
四川大学余达刚教授/叶剑衡研究员/重庆大学蓝宇教授成功实现氮杂芳环C(sp2)–H键与CO2 的直接羧基化反应。机理研究表明,硫酚与氮杂芳环形成的EDA复合物至关重要。并且,硫酚在催化体系中不仅作为EDA复合物的电子供体,还介导芳构化过程。
文献信息:
Visible-light-driven synthesis of N-heteroaromatic carboxylic acids by thiolate-catalysed carboxylation of C(sp²)–H bonds using CO2
Lei Song, Guo-Quan Sun, Jian-Heng Ye* , Yu Lan* & Da-Gang Yu*
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