中科院上海有機所梅天勝等報道了Ni電催化方法對芳基溴化物的手性偶聯反應,實現了溫和條件中以高產率合成軸手性的雙芳基產物,該反應在分離的電化學池中進行,通過和正常的合成方法對比,比如無電作用的過程中,通過Zn,Mn粉作為還原劑的反應產率較低。該反應對電催化手性合成方法學是有利的拓展。
要點1. 反應優化。應用1-溴代萘作為反應物,NiCl2·glyme作為Ni催化劑,Fe和泡沫Ni分別作為陽極/陰極,并加入1倍量的NaI,在15 ℃的DMF中反應12 h,電流為6 mA。對Ni的手性配體進行篩選,結果發現吡啶上分別環己基/氮氧雜環戊烯并芐基結構的配體有最好的手性反應選擇性。優化的反應中實現了88 %的反應收率,手性選擇性為90 %,溴消除的萘副產物產率為10 %。對底物進行拓展,結果顯示該方法學對芳環上間位氟取代、苯取代、甲基取代、叔丁基取代;對位甲酸酯取代、氯取代、乙酮基取代;芳環上雙氧雜并環戊烷、并環己烷取代的反應物有兼容性。通過該方法,成功制備了常用的BINOL配體。
要點2. 作者提出的催化反應機理:[Ni0]Ln對反應物切斷碳溴化學鍵進行氧化加成,形成[ArNiIIX]Ln,隨后在電化學還原過程中NiII還原為NiI生成[ArNiI]Ln,隨后另一分子的芳基溴化物分子對NiI進行氧化加成反應,生成[Ar2NiIIIX]Ln催化劑中間體,NiIII不穩定發生還原消除,隨后兩個Ar配體之間偶聯生成軸手性產物,同時NiIII還原為NiI,隨后通過電還原過程形成Ni0Ln,并進行下一輪催化反應。Hui Qiu, et al. Enantioselective Ni-Catalyzed Electrochemical Synthesis of Biaryl Atropisomers,J. Am. Chem. Soc. 2020https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b13117