Agnew：Cu催化的sp3C-H键的烯基化反应

导读

作为最常见的官能团之一，烯烃化合物在有机合成中有着重要的应用。因此， C(sp³)-C(sp²)键的构建引起了不少化学家的关注。通常采用的底物是烷基卤代物、烷基有机金属试剂、羰基、亚胺、羧酸等。另外，近年来通过sp³C-H键的烯基化反应用来构建C(sp³)-C(sp²)键也引起了人们的关注。例如，在导向基的辅助下，利用钯催化可以实现sp³C-H键与烯基卤代物的交叉偶联（Scheme 1a）。同时，Cu与小分子胺协同催化也可以实现醛α位C-H键的烯基化反应（Scheme 1b）。此外，利用芳香酮、硝基烷烃和烷基杂环等含酸性C-H键的底物，在Pd或Ni催化下，也可以实现sp³C-H键与烯基卤代物的反应（Scheme 1c）。考虑到这一过程的重要性， 最近，美国杜克大学的Qiu Wang教授从含C-H键的底物出发，形成有机锌试剂，进而在Cu催化下与有机碘试剂反应，实现了多种含酸性α-H的底物的烯基化反应（Scheme 1d），文章DOI：10.1002/anie.201713278。

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Scheme 1. 过渡金属催化的sp3 C-H键的烯基化反应

对于反应条件，作者经优化发现，使用Zn(tmp)Cl^.LiCl作碱，与含酸性C-H键的底物形成有机锌试剂，再加入Cu(OTf)₂作催化剂，在THF中50 ^oC与有机碘试剂反应，为最优条件。在该条件下，作者对底物的适用范围进行了考察。作者首先研究了二芳基膦氧与有机碘试剂的反应性（Scheme 2）。研究发现，芳环上官能团如氯或甲氧基、烷基上官能团如溴都能得到兼容。反应体系简单，条件温和，产率高。

Scheme 2. 底物拓展1

随后，作者还研究了磷酸二乙酯与有机碘试剂的反应性，发现也可以取得很好的结果（Scheme 3）。

Scheme 3. 底物拓展2

此外，作者还研究了砜类底物以及其它含α-H的化合物如亚砜、腈、酯、酰胺等的反应性，均能获得较好的反应性（Scheme 4&5）。

Scheme 4. 底物拓展3

Scheme 5. 底物拓展4

为了探索该反应的不对称版本，作者尝试了如下过程。将体系中的锌试剂换为手性的有机锌试剂，尝试1a与2a、6a与2a的不对称反应，结果发现能以较为不错的收率得到目标产物。反应的ee值一般，未来还需要进一步优化（Scheme 6）。

Scheme 6. 不对称反应探索

为了证明该方法学的实用性，作者还对反应中产物进行了如下转化（Scheme 7）。3a、5e可以与芳香醛经Horner-Wadsworth-Emmons反应生成共轭二烯10和11。5b能与Lawesson试剂反应生成硫代磷酸二乙酯12。此外，5b通过经典的α-烷基化可以构建季碳化合物13。

Scheme 7. 产物的转化

总结：在该工作中，Qiu Wang教授从含酸性α-H的底物出发，形成有机锌试剂，进而在Cu催化下与有机碘试剂反应，实现了多种含酸性α-H的底物的烯基化反应。该反应条件温和，产率高，官能团兼容性好，提供了构建不同类型官能团化的烯烃化合物的新方法。

原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201713278/epdf      

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