JACS:光催化叔碳C(sp3)−H键与CO2的羧酸化
前沿
二氧化碳(CO2)不仅储量丰富、廉价易得、可循环再生,而且还可以充当C1合成子参与羧酸化反应构建羧酸及其衍生物。其中,全季碳羧酸结构广泛存在于药物分子及生物活性分子中(图1a)。传统策略合成全季碳羧酸依赖于有机金属试剂与CO2的亲核反应(图1b)。近年来,亲电试剂与CO2的还原羧酸化反应构建全季碳羧酸也被开发(图1b)。但是,这类策略需要预先制备反应底物,还需要引入大量的还原剂。最近,光催化C-H键活化与CO2的羧酸化反应构建羧酸衍生物得到长足发展。尤其是C(sp)-H键和C(sp2)-H键的活化,然而,对于C(sp3)-H键与CO2的羧酸化仍然具有重大挑战,尤其是叔碳C(sp3)-H键与CO2的羧酸化。基于此,四川大学宋磊/余达刚团队报道了光催化苄基叔碳C(sp3)-H键与CO2的羧酸化反应,构建种类多样的全季碳羧酸(图1)。
图1来源J. Am. Chem. Soc.
实验结果
图2来源J. Am. Chem. Soc.
图3来源J. Am. Chem. Soc.
图4来源J. Am. Chem. Soc.
编者结语
四川大学宋磊/余达刚成功实现光氧化还原催化苄基叔碳C(sp3)-H键与CO2的羧酸化反应,构建全季碳羧酸化合物。该反应具有底物范围广、官能团兼容性强等特点。机理研究表明,碳负离子作为重要的中间体捕获CO2得到最终产物。
文献信息:Visible-Light Photoredox-Catalyzed Direct Carboxylation of Tertiary C(sp3)-H Bonds with CO2: Facile Synthesis of All-Carbon Quaternary Carboxylic Acids
Yi Liu, Guan-Hua Xue, Zhen He, Jun-Ping Yue, Min Pan, Lei Song,* Wei Zhang, Jian-Heng Ye, and Da-Gang Yu*
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