【OL】室溫，無鈀，Suzuki-Miyaura型交叉偶聯反應合成酮！

Org. Lett. 2024, 26, 1728–1733

Shihao Li, Chaoyang Zhang, Sheng Wang, Wenqing Yang, Xinru Fang, Shilu Fan, Qi Zhang*, Xiao-Xuan Li*, Yi-Si Feng*

本文報道了一種 通過光氧化還原與N-雜環卡賓（NHC）協同催化的芳酰氟與烷基硼酸的Suzuki-Miyaura型交叉偶聯反應，高效合成酮類化合物。 無需外部氧化劑或活化劑多種烷基硼酸可直接轉化為烷基自由基。另外，此反應條件下，通過自由基中繼過程可以實現苯乙烯的雙官能團化。機理研究表明，苯甲酸陰離子中間體在反應體系中發揮關鍵作用。 利用協同催化策略（光氧化還原/NHC）克服傳統限制，拓展了硼酸應用。開發了一種溫和條件下高效合成酮的新方法。

反應條件優化

關鍵催化劑：光催化劑Ir-1（[Ir(dF(CF?)ppy]?(dtbbpy)]PF?）、NHC（N1）。

最佳條件：乙酸甲酯（MA）為溶劑，Cs?CO?為堿，415 nm LED照射，室溫反應6小時，產率高達71%。

底物普適性

芳酰氟范圍： 耐受取代基，烷基（5, 6）、烷氧基（7, 8）、鹵素（3, 9–11）、酯基（14, 17）、三氟甲氧基（15），收率31–73%。 鄰、間、對位取代及雙取代芳酰氟（18–21）均適用。

烷基硼酸范圍： 一級烷基硼酸（22–32，39–73%）、二級烷基硼酸（33–41，54–77%）、大位阻底物（42，67%）均兼容。

苯乙烯雙官能團化： 三組分反應實現區域選擇性偶聯（43–46，41–56%）。

機理實驗驗證

TEMPO捕獲實驗：烷基自由基被捕獲，證實自由基路徑。

中間體檢測：分離到苯甲酸陰離子中間體（48）及酰基唑鹽（49），支持機理。

Stern-Volmer猝滅實驗：苯甲酸陰離子（Bu?N?PhCO??）有效猝滅光催化劑激發態。

循環伏安法（CV）：苯甲酸陰離子與硼酸復合物氧化電位降低（+1.38 V），促進自由基生成。

反應機理推測

苯甲酸陰離子通過降低硼酸氧化電位促進烷基自由基生成。持久自由基效應（PRE）驅動自由基-自由基選擇性偶聯。

酰唑鹽生成：芳酰氟與Cs?CO?反應生成雙酰碳酸酯（Int-1），隨后與NHC作用形成酰基唑鹽（Int-2）和苯甲酸陰離子。

光催化循環： 激發態Ir3?被苯甲酸陰離子還原為Ir2?，生成苯甲酰氧自由基（Int-3）。Ir2?還原酰唑鹽（Int-2）生成持久自由基（Int-5）。

自由基偶聯：烷基自由基（由苯甲酰氧自由基與硼酸作用釋放）與Int-5偶聯生成酮，NHC催化劑再生。

本文發展了一種光氧化還原與NHC協同催化的新策略，實現了芳酰氟與烷基硼酸的Suzuki-Miyaura型自由基偶聯反應，高效合成酮類化合物。該方法條件溫和、底物范圍廣（包括一級烷基和大位阻底物），并可通過自由基中繼實現苯乙烯的雙官能團化。機理研究表明，苯甲酸陰離子通過降低硼酸氧化電位促進烷基自由基生成，而持久自由基效應確保了自由基的高效選擇性偶聯。該方法為酮的合成提供了綠色、高效的替代途徑。