【OL】华东理工大学韩建伟和王利民课题组：光诱导二芳基碘盐双官能化制备双（四苯基膦）盐的新途径-上海善施科技

季膦盐（QPS）在有机化学中具有广泛的应用，包括作为芳基化试剂、相转移催化剂、路易斯酸催化剂、对映选择性有机催化剂以及离子液体等。然而，尽管叔膦的季膦化已被广泛用于合成QPS，但关于双季膦盐的研究仍然较为有限，尤其是那些具有多芳香结构的双季膦盐。值得注意的是，这类化合物表现出独特的反应性，并具有潜在的药物应用价值。例如多芳香双季膦盐在烯烃的氧化环化反应、乙烯基醚的聚合以及苄醇的氧化过程中，展现出的优异光催化性能。此外，双季膦盐衍生物表现出令人注目的生物活性，其中邻位双季膦盐则在有机合成中被用作螯合配体或路易斯酸。这些双（烷基-三芳基膦）盐通常以邻位双（二苯基膦基）苯（o-dppb）骨架为起始材料进行合成。然而，由于o-dppb衍生物的有限性，其在更广范围内的应用受到了一定限制。

（来源：Org. Lett.）

在前期工作基础上，华东理工大学韩建伟和王利民课题组发现了一种可见光诱导的邻位三氟甲磺酰化二芳基碘盐的双官能团化反应，可在无需额外催化剂或光引发剂的条件下高效生成双季膦盐。该方法提供了一种实用的平台，利用易得的叔膦制备双季膦盐。预计双（四芳基膦）盐将在催化化学和药物化学领域引起广泛关注。该成果发表于学术刊物Organic Letters上。

可见光激活电子供体-受体（EDA）络合物已被引入作为一种在有机合成中广泛适用的策略。单电子转移（SET）是EDA络合物光催化策略中的关键机制（图3c）。二芳基碘盐作为高价碘试剂的代表，在与电子供体形成EDA络合物后，能够生成芳基自由基。近年来，邻位官能化的二芳基碘盐（Ar₂IX）表现出独特的反应性，使其在双官能化试剂的研究中具有重要价值。在先前的研究中，该课题组报道了邻三氟甲磺酰基（OTf）取代的Ar₂IX作为双官能试剂可发生分子内芳基迁移。此外，芳基三氟甲磺酸酯可作为光辅助SET过程中生成芳基自由基的有效前体。因此，作者设想结合EDA络合物和SET模式，与邻OTf官能化的Ar₂IX相结合，实现与亲核试剂的双官能化。Ar₂I⁺和芳基三氟甲磺酸酯在光激发下形成两个不同的活性位点，从而在偶联反应中生成芳基双自由基。该工作探索了利用Ar₂IX实现双官能化的可行性，以可见光诱导合成邻位双季膦盐（图3d）。

图3. 双季膦盐的研究背景以及邻位OTf取代的二芳基碘盐的光活化双官能化研究（来源：Org. Lett.）

优化反应条件，确定最佳反应条件为邻位OTf取代的二芳基碘盐1与三苯基膦和三氟甲磺酸钾在400-410 nm的LED照射下反应两小时，此时原料1可以84%的产率转化为双季膦盐产物。对照实验表明，光照是反应必需的。为了考察该方法的底物适用范围，作者考察了一系列叔膦和邻位OTf取代的二芳基碘盐（图4），这些底物均以中等至良好的收率得到目标产物。此外，作者还合成了环状的双季膦盐36-37。

图4. 底物适用范围（来源：Org. Lett.）

随后，作者展示了产物的X射线单晶衍射结构（图5a）和静电势分布图（图5b）。图5c显示了晶体堆积情况，表明其内部可能存在氢键相互作用。值得注意的是，在双季膦盐阳离子与OTf阴离子之间，仅观察到较弱的氢键相互作用，这可能是由于空间位阻阻碍了更紧密的接触。此外，双季膦盐分子之间未观察到π-π相互作用，仅存在如图5d所示的分子内π-π相互作用。

图5. 双季膦盐单晶结构（来源：Org. Lett.）

为了初步探讨反应机理，作者进行了取代基效应及位置对反应活性的实验，证实了OTf取代基位置对双季膦盐的形成具有显著影响，这可能与芳香体系的共振结构影响OTf 作为离去基团的能力有关。此外，作者还进行了对照实验，发现在黑暗条件下反应未能生成任何产物，这表明光照对于反应的启动至关重要，并证明该反应不涉及自由基链式过程（图6），该反应可高效放大至2 mmol规模。

图6. 机理研究（来源：Org. Lett.）

综上，作者开发了一种利用邻位OTf取代的二芳基碘盐在光照条件下合成双季膦盐的方法。该策略能够高效地从易得的三芳基膦出发，生成具有较大空间位阻和静电排斥效应的双（四芳基膦）盐。这些双季膦盐产物在有机化学领域展现出潜在的应用价值。

这一成果近期发表于Organic Letters。第一作者为博士研究生汪钰同学。

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