含NaSO2CF3的铜催化体系催化苯乙烯分子间氧化并三氟甲基芳基化以及涉及吲哚的C-H功能化外文翻译资料

含NaSO₂CF₃的铜催化体系催化苯乙烯分子间氧化并三氟甲基芳基化以及涉及吲哚的C-H功能化

原文作者 Man‐Yi Min, Ren‐Jie Song, Xuan‐Hui Ouyang, and Jin‐Heng Li

摘要：介绍了一种新的铜‐催化三组分氧化1,2-苯乙烯的三氟甲基化反应，芳基C-H键功能化的研究进展。这个反应以TBPB为氧化剂，单电子转移引发，从而引入了一个CF₃基团和一个芳基一步反应生成的烯烃键。这个方法表示对各种CF₃-的高原子和阶跃经济访问取代的1,1-二芳基烷烃衍生物具有良好的官能团相容性。

关键词：三氟甲基化，分子间氧化，苯乙烯

烯烃1,2-二羰基化反应已成为合成两个新的C-C键的一种强有力的方法。¹特别是1,2-三氟甲基化烯烃在合成CF₃-取代的1,1-二芳基烷烃中发挥着重要作用，这是药物分子、材料、农业化学品和天然产品中的重要核心结构。例如，2-偶氮茶碱是一类具有较强活性的潜在抗癌药物，而Efavirenz是非核苷逆转录酶抑制剂，用于治疗HIV患者(图1)。²因此，许多合成方法已被开发出来，用于获取重要的1,1-二芳基烷烃，³包括相应的二芳基烯烃加氢，⁴二芳基酮还原，⁵亲核的有机金属加成到醛和亚胺，⁶重排反应，⁷以及交叉偶联反应。⁸然而，能够合成CF₃-取代的1,1-二芳基烷烃的例子相当罕见有一些例子可以合成CF3-取代的1,1-二芳基烷烃相当稀少。⁹

现有的方法包括1,2-三氟甲基化烯烃来构建CF₃-取代的1,1-二芳基烷烃衍生物，其中三氟甲基试剂和芳基试剂同时引入C=C键。2014年，刘和同事报道了铜-催化分子间一些重要的药物1,1-二芳基烷烃和含CF3-的分子。（图1）

三氟甲基化苯乙烯与两个昂贵的反应伙伴，Togni试剂和芳基硼酸，用于合成CF3-取代的1,1-二芳基烷烃(方案1a, eqn(1))。^10a随后，他们利用相同的CF₃-试剂和芳基源，通过铜催化分子间不对称三氟甲基化反应，获得了手性CF₃-取代1,1-二芳基烷烃衍生物(方案1a, eqn(2))。^10b但是，由于需要昂贵的三氟甲基和芳基资源以及化学计量的废料(例如硼酸盐)，这些转化受到影响。因此，一种方便、经济的合成方法，特别是使用高原子经济的C-H功能化策略来实现这一目标，仍然是一个有趣的研究方向。

在此，我们报道了第一个铜催化的苯乙烯分子间氧化1,2-三氟甲基化反应，通过芳基C-H键功能化，以廉价的NaSO₂CF₃和吲哚实现(方案1b, eqn (3))¹¹

图 1. 一些重要的药物1,1-二芳基烷烃和含CF3-的分子。

以前的项目:利用Togni试剂和芳基硼酸进行烯烃分子间1,2-三氟甲基化

本项目:利用NaSO₂CF₃和C-H键进行苯乙烯分子间1,2-三氟甲基化

方案1.烯烃的1,2-三氟甲基化

为了确定铜催化的1,2 -三氟甲基芳基化的合适反应条件，我们首先研究了1-甲氧基-4 -乙烯基苯(1a)在50℃下在乙腈中在Na₂SO₃ (2a,2当量)、2.0当量1-甲基-1H-吲哚(3a)、氧化剂和铜催化剂存在下的双官能化(表1)。CuCl促进自由基三氟甲基芳基化，以86 %的产率提供所需的产物1‐甲基‐3‐3 ( 3,3,3-三氟-1-丙基-1H-吲哚4aaa (条目1)。在没有CuCl的情况下，仅检测到4aaa的痕量产率(条目2)。当使用CuSO₄, Cu(OAc)₂, CuCl₂, CuBr和Cu(MeCN)₄PF₆时，获得了低至中等的产率(条目3-7)。当催化剂负载量增加至20摩尔%或铜催化剂量减少至5摩尔%时，反应产率降低(条目8-9)。当在没有三丁基锡化合物氧化剂的情况下进行对照实验时，没有获得产物4aaa (条目10)。对其他氧化剂进行了测试，如二氯酚、二氯酚、三氯酚和三氯酚，结果表明三氯酚是最佳选择(条目1与条目11-14)。我们观察到使用K₂S₂O₈可以提高产物4aaa的产率，这表明K₂S₂O₈作为氧化剂并促进了这种转化(条目1和17 )。当使用包括四氢呋喃和甲苯在内的其他溶剂时，反应产率显著降低(条目18-19 )。反应温度筛选显示50℃似乎是最佳温度(条目1与条目20-21)。注意到在更长的反应时间下，高达1毫摩尔苯乙烯1a的量仍能以76 %的产率提供所需的产物4aaa (条目22)。

表 1. 最佳反应条件的筛选^a

a反应条件: 1a (0.2毫摩尔)、2a (0.4毫摩尔)、3a (1.5当量)、TBPB (3当量)、CuCl ( 10摩尔)、MeCN (2毫升)、50℃氩气和20小时。TBPB =过氧苯甲酸叔丁酯、DCP =过氧化二异丙苯、TBHP=过氧化叔丁基。DTBP =过氧化二叔丁基（无水），CHP =异丙苯氢过氧化物(80%水溶液)，^b1a (1毫摩尔)和24小时。

接下来在最佳反应条件下检查苯乙烯的范围。如表2所示，包括1，1-二芳基乙烯在内的各种苯乙烯均符合最佳条件。例如，1-乙氧基-4-乙烯基苯1b是合适的底物，并以64 %的产率提供1，2-三氟甲基芳基化产物4baa。两个或三个甲氧基取代的底物1c-e可以以59-76 %的产率顺利转化为相应的含CF₃的产物4caa‐eaa。1,1-二芳基乙烯，如乙烯-1,1-二苯( 1f )、2-1-苯基乙烯基萘( 1g )、1-甲氧基-4-1-苯基乙烯基苯( 1i )、1-甲基-4-1-苯基乙烯基苯( 1j )和4，4 -乙烯-1，1-二苯顺利参与烯烃二官能化，得到产物4faa-gaa和4iaa-kaa

表 2苯乙烯( 1) ^a的变化

另外两种苯乙烯1lm，得到产率为48-52%的1,2 -三氟甲基芳基化产物4la和4maa。有趣的是，1-甲氧基-4(丙-1-烯-2-基)苯(1h)在这种1，2-三氟甲基芳基化反应中也很好。值得注意的是，杂烯1n和1o分别以62 %和51 %的产率成功地生产了所需的产物4naa和4oaa。此外，中间体烯烃1p也适用于该反应。但是，在这种情况下，1-甲氧基-4(丙-1-烯-2-基)苯1q可能由于立体阻碍效应而无法运行。

表 3吲哚的变异( 3) ^a

^a反应条件: 1 (0.2毫摩尔)、2a (0.4毫摩尔)、3a (1.5当量)、TBPB (3当量)、CuCl (10摩尔)、K₂S₂O₈ (10摩尔)、MeCN (2毫升)、50℃氩气和20小时。

随后，我们研究了在1-甲氧基-4-乙烯基苯(1a)存在下，在最佳条件下Na₂SO₃(

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