【有机】JACS：P(III)/P(V)催化的三组分偶联反应

1,3-丁二烯结构广泛存在于复杂的天然产物和生物活性分子中，同时也可作为通用的合成前体用于多种重要的有机转化。在迄今为止报道的方法中，炔类化合物的催化氢烯基化反应可以直接合成这类化合物，而且一直是化学家们感兴趣研究方向（Figure 1a）。采用烯醇衍生物对炔类化合物进行氢烯基化也是一类有趣的反应，由此产生的共轭二烯衍生物可用于各种合成转化。然而，利用烯醇衍生物进行炔烃氢烯基化反应的报道相对较少，只有Loh和Zhang课题组分别报道了氧原子上带有导向基团的烯醇衍生物参与的炔烃氢烯基化反应（Figure 1b）。在这些反应中，当使用缺电子的炔烃时，烯醇的亲核性碳和炔的亲电性β碳之间可以形成新的C-C键。

P(III)/P(V)氧化还原循环在有机合成中是一种适用于催化反应的催化循环。然而，目前报道的基于P(III)/P(V)循环的催化反应主要局限于由膦/氧化膦介导的氧转移反应（即P(III)/O=P(V)循环）。在P(III)/O=P(V)循环中，催化剂的再生步骤（O=P(V)至P(III)）与产物的生成无关，必须有相应还原剂参与。迄今为止，P(III)/P(V)参与的催化循环仅限于氢化、烯丙基溴化的还原、炔的酰氟化反应，其他反应的研究相对较少。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

最近，日本大阪大学的Mamoru Tobisu课题组报道了膦催化的氢烯基化反应，反应经三组分（酰基氟化物、硅基烯醇醚、烷基酸）偶联得到相应氢烯基化产物，反应经历了烯基C-H键的烯基化和硅烯醇醚的Si-O键的酰化过程。值得注意的是，C-C键的形成过程涉及极性反转，这种区域选择性使得极性不匹配位点之间得以连接，可用于合成反迈克尔加成型产物。相关研究发表于J. Am. Chem. Soc.（DOI: 10.1021/jacs.1c10042）。

首先，作者采用苯酰氟4a、硅基醚5a与苯丙炔酸甲酯6a为模板底物进行条件优化。与作者设想的不同，反应没有经作者设定的路径得到三组分偶联产物3aaa，反而以38%的收率得到了1,3-丁二烯类结构7aaa（Figure 2）。通过一系列反应条件的优化，作者确定了反应的最优条件为：PCy₃为催化剂、甲苯为溶剂，底物于室温下反应24 h，最终可以84％的收率与37:63的E/Z选择性得到目标产物。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

确定最优反应条件后，作者对反应的适用范围进行了考察（Figure 2）。甲基、甲氧基、氰基与卤素等官能团具有很好的耐受性，呋喃、噻吩等杂环也不会影响反应的进行，值得注意的是，烯基化反应发生在与硅基醚顺位的C-H键。在烯基硅醚底物中，五元环、六元环及七元环硅醚均可以参与反应。在炔酸酯底物中，非芳香性的烷基炔酸酯底物也能顺利进行反应得到相应目标产物。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

最后，作者对反应的机理进行了研究，通过氘代实验确定了氢原子的来源，通过DFT计算对反应性提供了说明，通过当量实验验证了烷氧基磷中间体的存在。

小结：日本大阪大学的Mamoru Tobisu课题组报道了膦催化酰氟、硅烯醚和炔烃的三组分偶联，提供了一种合成官能团化1,3-二烯的简便方法。该反应在温和的条件下进行，没有过渡金属参与，具有广泛的官能团耐受性。

论文信息：

Three-Component Coupling of Acyl Fluorides, Silyl Enol Ethers, and Alkynes by P(III)/P(V) Catalysis

Hayato Fujimoto, Momoka Kusano, Takuya Kodama, and Mamoru Tobisu*

J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.1c10042

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