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豆油交易所手续费在不需要安装和去除任何导向基团的条件下即可实现C-H烯基化今天,德邦哥廷根大学(Georg-August-Universität Göttingen)Lutz Ackermann课题组与浙江大学洪鑫课题组连结报导了正在没有外源导向基团的保存下,钯/电共催化方便芳烃的C-H烯基化响应。此电催化响应战略正在非凡温和的要求下可能完成分别电性芳烃的C-H烯基化,从而避免了化学氧化剂的行使。另外,操纵此步骤还可能高效、精准完成富电子茴香醚的位点抉择性烯基化。作家还创造了一个基于物理有机参数的机械练习模子来预测电化学C-H烯基化历程的位点抉择性。值得留神的是,操纵此转化可能正在避免行使回护基和导向基的要求下,精准完成构造丰富的药物分子的后期直接C-H烯烃化,具有精良的适用性。相干劳绩发外正在Nat. Commun.上,著作链接DOI:10.1038/s47-0。
近些年,电氧化一经行动一种苛重的分子合成器材被化学家们广大行使,其可能正在避免行使化学计量氧化还原试剂的要求下来完成分子编辑。假使目前电化学C-H活化范围一经得到了宏大转机,但平淡必要导向基团的插手来完成芳烃的C-H活化/官能团化历程。而这些导向基团的装置和移除必要格外的合成步伐,从而导致步伐经济性和原子经济性的下降。 比来, 德邦哥廷根大学 Lutz Ackermann 课题 组与浙江大学洪鑫课题组连结 开展 了正在没有外源导向基团的保存下,钯/电共催化方便芳烃的C-H烯基化响应。此战略正在温和的要求下即可能完成芳烃的C-H烯基化,从而避免了化学氧化剂的行使(F ig. 1 ) 。下载化学加APP到你手机,越发轻易,更众成效。
最先,作家以邻二甲苯 1 h 行动模板底物举办响应搜求。通过一系列要求筛选,作家呈现当行使 Pd(OAc) 2 (10 mol%), L12 (20 mol%), NaOAc (0.20M), BQ (10 mol%), 正在 HFIP:AcOH (1:2) 中, 1.0 mA 恒电流 , 60 °C 下响应 48 h 可能以7 5 %的判袂产率获得C-H烯基化产品 1 1 ( β : α = 2:1 )(阳极:石墨毡;阴极:Pt)。管造实行证据,钯催化剂、配体以及电流对此响应历程至闭苛重,缺一不成。值得留神的是,当鄙人降芳烃用量的境况下举办放大宗实行并不会下降响应服从。
正在获得了最优响应要求后,作家对此转化的底物周围举办了搜求 ( Fig. 2 ) 。实行结果证据,此转化对一系列单庖代芳烃、1, 2 -二庖代芳烃、1, 3 -二庖代芳烃等均可兼容,以精良的位点抉择性和响应服从获得相应的C-H烯基化产品 4 - 33 (3 6 - 94 %)。值得留神的是此编制对卤素、烷基、甲氧基、酯基、杂芳基(噻吩、呋喃、苯并呋喃)等一系列基团均可兼容,揭示了此编制的精良官能团兼容性 ( Fig. 2a ) 。
接下来,为了精准预测响应的位点抉择性,作家基于收罗到的统统芳烃的位点抉择性数据创造了机械练习模子 ( Fig. 2b ) 。创造的 Extra-Trees (ET)模子正在位点抉择性预测中供给了最好的职能 , 所获得的 机械练习模子 显示出较高的无误性 ( R = 0.919 ; MAE ( mean absolute error) = 0.536 ) ( Fig. 2c ) 。特点苛重性阐知道区域抉择性预测的决心要素,个中响应位点的F ukui 函数是最苛重的参数。为了进一步对此模子举办验证,作家举办了OOS( out-of-sample )预测。将一面芳烃的数据从汇合中抽离,作家从新锻练了模子并举办方向芳烃的预测, Fig. 2d 展现了这些卓异的OOS预测的几个示例。受到此结果的激励,作家进一步用6种新的芳烃举办了筑模预测和实行验证。总的来说,作家创造的模子与实行观测结果很好地吻合( Fig. 2e )。由此证据了此模子的预测潜力,可能有用削减实行优化历程。
接下来,作家磋商了苯醚衍生物 2 和烯烃 3 正在此电催化历程中的兼容性 ( Fig. 3 ) 。实行结果证据,分别的苯醚衍生物均具有精良的兼容性,以4 1 - 55 %的产率获得产品 3 4 - 38 。值得留神的是,此战略与文献报道的战略( Nature , 2 017 , 551 , 489; Org. Lett ., 2012 , 14 , 1760 )具有互补的位点抉择性(比方 3 4 和 3 5 )。另外,分别的烯烃,搜罗丙烯酸酯,丙烯酰胺、丙烯酸、烯基砜、烯基膦等均可兼容,以4 3 - 66 %的产率高位点抉择性的获得相应的C-H烯基化产品 3 9 - 52 ( Fig. 3a ) 。
为了对为C-H活化步伐有更深远的明晰,作家举办了表面打算。打算结果证据邻位产品的变成正在动力学和热力学上均是有利的,其 C-H 活化能垒分辩为 9.7 kcal mol −1 (TS(1-2) o rtho ) 和 10.7 kcal mol −1 (TS(1-2) p ara ) 。 TS(1-2) o rtho 中的非共价彼此感化进一步揭示了苯甲醚中的甲氧基与 S , O -配体苯基一面之间保存弱巩固彼此感化,这有帮于优先变成邻位产品 ( Fig. 3b ) 。
为了进一步领略苯醚类化合物的高位点抉择性起源,作家举办了更深远的搜求( Figs. 3c - g )。与常用化学氧化剂响应要求比拟,作家所开展的电化学响应的位点抉择性有明显改革 ( Fig. 3c ) 。作家通过对分别电极原料的搜求呈现,电极原料与位点抉择性有明显的相干性,从而将邻位/对位抉择性从2:1普及至17:1 ( Fig. 3d ) 。而对付这种抉择性的疾速变更,作家操纵时分辞别明白( time-resolved analysis )对其举办了搜求。正在最初的12小时内,邻位/对位抉择性的比率连结稳定,随后则发作了相当大的变更,有利于邻位官能团化产品的天生。这一结果可能由随后的烯烃抉择性电化学氧化仅发作正在对位烯基化产品上来注明。值得留神的是,第二次氧化是正在烯烃 3a 统统消磨后才抉择性的发作 ( Fig. 3e )。随后,作家将寡少造备的对位烯基化产品 40 正在法式电化学要求下响应,并对产品举办乙酰氧基化,可能以6 7 %的产率获得双乙酸酯产品 40 ’ ,由此证据电正在电氧化历程中起着苛重感化( Fig. 3f ) 。接下来,作家通过CV实行证据,对位烯基化产品比邻位烯基化产品更容易被氧化,这与实行结果很好地吻合 ( Fig. 3g ) 。
Lutz Ackermann课题组与洪鑫课题组连结报导了一种强壮且通用的电化学烯基化战略,正在不必要化学氧化剂的要求下,通过电流、电极和钯催化剂的协同感化即可完成芳烃的烯基化。一系列分别庖代的烯烃和芳烃均可兼容此编制,正在不必要装置和去除任何导向基团的要求下即可完成C-H烯基化。详明磋商证据电流和电极原料正在抉择性管造中起到了的闭头感化。另外,作家还开垦了机械练习模子来完成数据驱动的位点抉择性预测。生物活性药物分子的后期衍生化外明了此战略的适用性。
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