JACS：Cu紫色光催化芳基羧酸脱羧氟化

纳米技术

2021-04-05

芳香族羧酸分子广泛存在于自然界以及合成领域，迄今为止，具有较高价值的苯甲酸衍生物的羧酸合成主要由过渡金属催化脱羧偶联反应方法学实现。但是对于此类方法学，热力学脱羧羰基金属化过程中的热力学能垒非常高，导致反应温度需要140 ℃。因此导致底物种类以及合适的反应条件受到严重的限制。目前，对于脂肪基羧酸而言难以通过该方法学进行，比如脱羧氟化反应。有鉴于此，马克斯普朗克煤炭研究所Tobias Ritter等报道了一种概念上与众不同的方法，具体通过光催化过程实现了降低反应活化能能垒，通过金属电荷转移方法实现基于自由基脱羧羰金属化，构建了芳基铜(III)中间体物种，随后还原消除得到产物。通过本文方法学能够实现以往方法学无法实现的苯甲酸脱羧氟化反应。

本文要点：

（1）

反应实施。以芳基甲酸作为底物，加入2.5倍量TBAF·(tBuOH)₄作为氟化试剂，2.5倍量Cu(OTf)₂与2.5倍量Cu(MeCN)₄BF₄，在35 ℃ MeCN溶剂中紫光LED进行光催化反应，脱羧反应合成了芳基氟产物。

（2）

机理。光激发配体、金属之间电荷转移（LMCT），实现了在温和条件中对广泛的芳基羧酸实现脱羧羰基金属化方法学，合成高价态芳基Cu(III)中间体、随后进行还原消除，该方法克服了复杂反应条件，展示了广泛的底物兼容性，表现了比传统芳基羧酸脱羧显著更高的官能团容忍性。

（3）

意义。这种LMCT激发Cu(II)-羧酸化中间体的均裂方法，能够用于复杂分子的后期氟官能团化修饰。对比发现，传统过渡金属催化方法中难以兼容的羧酸底物，能够通过这种光催化反应进行氟化。

参考文献

Peng Xu, Priscila López-Rojas, and Tobias Ritter*, Radical Decarboxylative Carbometalation of Benzoic Acids: A Solution to Aromatic Decarboxylative Fluorination, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c02490

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c02490