JACS：Pd/Ni双催化芳基三氟甲磺酸-对甲苯磺酸芳基酯偶联反应

纳米技术

2020-06-03

虽然酚类分子是交叉偶联反应中常用的芳基物种，但是目前磺酸酯之间的直接交叉Ullmann反应仍未见相关报道。威斯康星大学麦迪逊分校Daniel J. Weix等报道了一种通过Pd/Ni双催化体系，通过在反应中加入Zn还原剂和添加剂LiBr，实现了这种磺酸酯的交叉偶联反应。作者对33种不同底物的反应进行测试，反应产率显示65±11 %。反应机理研究结果显示，Pd催化剂对芳基三氟甲磺酸底物有较好的选择性，Ni催化剂对甲苯磺酸芳基酯底物有较好的选择性，同时反应中通过Zn还原生成的芳基锌中间体进行芳基转移反应，同时Pd催化剂明显改善了芳基锌中间体的消耗。

本文要点：

（1）

反应优化。通过对甲氧基酚基三氟甲磺酸和对甲苯磺酸化的苯酚作为反应物，以1 mol % Ni(dme)Cl₂和1 mol % PdCl₂，dppb(1,4-双（二苯膦）丁烷)和2,2’-联吡啶作为配体。加入2倍量Zn金属作为还原剂，4倍量的LiBr作为添加剂，在40 ℃ DMF中反应，能以76 %得到目标产物。反应条件筛选结果显示，当反应中不加入NiCl₂(dme)和2,2’-联吡啶时，反应的产率＜5 %；当反应中不加入PdCl₂和dppe时，反应的产率为58 %。当反应中的还原剂选择Mn或不加入Zn还原剂，目标分子产率＜5 %。当反应添加剂选择NaBr，KBr或将加入的LiBr降低为2倍量，反应收率都明显降低。并且当反应中添加剂为ZnBr，目标产物的产率＜5 %。

（2）

反应机理。PhOTs通过切断芳基和OTs之间的C-O键氧化加成到Ni催化剂上，随后在Zn还原剂作用中，加成到Ni催化剂上的芳基转移到Zn上，生成PhZnX；Pd⁰(dppb)在LiBr辅助中活化Ar-OTf上的C-O键进行氧化加成，得到Pd^II(dppb)ArBr，随后和PhZnX反应，将Zn上的芳基转移到Pd催化剂上，随后通过还原消除进行偶联反应，得到双芳基产物。

参考文献

Kai Kang, Liangbin Huang, and Daniel J. Weix*

Sulfonate vs Sulfonate: Nickel and Palladium Multimetallic Cross-Electrophile Coupling of Aryl Triflates with Aryl Tosylates, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI：10.1021/jacs.0c04670

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c04670