纳米钯催化苄基氯代物与烯丙基硼酸频哪醇酯的羧化Suzuki偶联反应

摘要

CO2是廉价的C1源,同时具有无毒、储量丰富的优点, 符合绿色化学发展要求. 利用 CO2构筑新的 C–C 键是化学固定CO2的重要方法. Β,γ-不饱和酯类结构单元是许多生物活性分子的重要组成部分, 经由双π-烯丙基钯中间体与 CO2反应, 合成新的β,γ-不饱和酯类化合物, 具有重要意义. CO2与有机硼化合物的羧化反应已有报道, 有机硼化合物具有低毒、对水不敏感等优点. 但是已报道的羧化 Suzuki 偶联反应存在诸多缺点: (1) 需要使用含膦或者氮杂环卡宾配体的催化剂, 而这些催化剂的制备过程使前期实验步骤变得冗长, 同时反应液的酸化后处理过程也会造成环境污染; (2) 有机硼试剂的官能团兼容范围窄, 限制了底物范围的拓展. 本课题组以原位生成的纳米钯粒子为催化剂, 在 CO2存在的温和条件下, 高效实现了苄氯与烯丙基硼酸频哪醇酯的羧化 Suzuki 偶联反应. 反应过程中无其它配体加入, 反应结束后不需要酸化或酯化的后处理过程. 该反应将具有广泛的官能团兼容性.本文以 TBAB 稳定的纳米钯粒子为催化剂, 在温和条件下, 实现了氯甲基芳香化合物、烯丙基硼酸频哪醇酯和 CO2的三组分羧化 Suzuki 偶联反应. 最佳反应条件为: Pd(acac)2(5 mol%)、TBAB (0.7 mmol, 1.4 equiv.)、KF (1 mmol, 2.0 equiv.)、苄基卤代物 (0.5 mmol)、烯丙基硼酸频哪醇酯 (0.6 mmol, 1.2 equiv.)、CO2(2.0 Mpa)、溶剂 THF (5 mL), 50 oC 反应 24 h. 在最佳反应条件下, 苯环、萘环以及杂芳环的氯甲基化合物均可发生该羧化反应. 苯环上取代基的位置对产物的收率有影响. 当使用 1-溴甲基萘作为底物时反应也能够发生, 收率与 1-氯甲基萘作为底物时的收率相当. 与已报道有机硼试剂的羧化反应相比, 该反应体系无需加入配体, 原位生成了纳米钯粒子, 避免了催化剂或者配体的复杂制备过程. 该反应中, 氟离子的存在是必要的, 对烯丙基硼酸频哪醇酯具有活化作用.%Palladium-catalyzed carboxylative Suzuki coupling reactions of benzyl chlorides with allyl pinacol-borate were successfully conducted in the absence of any extra ligand to produce β,γ-unsaturated esters in satisfactory to good yields. The carboxylative Suzuki coupling reaction proceeded smooth-ly under mild conditions in the presence of palladium nanoparticles generated in situ through the formation of a π-benzylpalladium chloride intermediate.