配體-金屬的電荷轉移(LMCT)激發已成為一種用于選擇性生成雜原子中心自由基的有效策略。但是,LMCT在調控開殼層自由基反應路徑的可能性仍未曾得到充分的研究。
有鑒于此,中國科學院上海有機化學研究所左智偉研究員等報道了一種光催化甲基化交叉偶聯反應,該反應利用LMCT與Ni催化之間的協同作用,使得叔丁醇能夠作為一種高效且環境友好的甲基化試劑得以應用。缺電子的配體2,6-二(三氟甲基)苯甲酸酯促進Ce(IV)介導的叔丁醇鍵斷裂,生成甲基自由基,隨后該甲基自由基被Ni催化的循環捕獲,生成C–CH3鍵。
本文要點:
(1)
在溫和的反應條件下,這一策略能夠實現羰基相鄰的sp3雜化碳原子以及sp2雜化中心的高效甲基化,表現了廣泛的官能團容忍,并且能夠兼容生物活性分子的后期官能團化。此外,使用市售的叔丁醇–d10可以非常方便的實現氘代甲基偶聯反應。
(2)
這種方法避免了對傳統叔丁氧基自由基前體(如過氧化物)的需求,同時通過策略性地調控自由基反應路徑,因此有助于β-鍵的斷裂,并且抑制溶液中生成不需要的叔丁氧基自由基。
機理研究表明,苯甲酸酯配體起到實現LMCT激發和促進甲基自由基生成方面的關鍵作用,支持Ce–OR化學鍵和β-C–C化學鍵協同均裂機制,而烷氧基自由基介導β-斷裂區域選擇性的調控進一步驗證這一點。
參考文獻
Lingfei Duan, Yunzhi Lin, Qing An, and Zhiwei Zuo*, Synergistic LMCT and Ni Catalysis for Methylative Cross-Coupling Using tert-Butanol: Modulating Radical Pathways via Selective Bond Homolysis, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.5c03711