【JACS】钯催化的光诱导干预脱羧烯丙基化反应-上海善施科技

在此，加泰罗尼亚化学研究所（ICIQ）Ruben Martin团队介绍了一种光诱导 Pd 催化干预的烯丙基酯脱羧烯丙基化反应。作者的方法提供了一种新的途径，可以实现原子对交换或一系列收缩和伸长，从而提供非常规的断开连接，以及一种模块化但广泛适用的工具，用于在药物发现过程中快速可靠地获取 sp³ 架构。相关研究成果发表于J. Am. Chem. Soc.上。

原子对突变：从简单前体中快速可靠地生成复杂分子的能力在有机合成中至关重要。尽管在杂环芳烃方面取得了进展（Scheme 1, path a），但形成sp³-片段的原子对突变主要依赖于化学促进剂、环状胺或环应变释放。鉴于增加 sp³ 杂化碳的数量可以改善有助于临床成功的几种分子属性，从简单的无环饱和基团中生成sp³ 结构的催化转化，具有广泛的适用性，可能会成为药物发现中的一种有价值的策略（Scheme 1, path b）。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

本文研究：作者推测，钯催化光诱导烯丙基酯与适当的烯烃受体发生脱羧反应可能会达到目的，从而产生两个连续的sp³-sp³ 键形成反应，并净损失CO₂（Scheme 2, bottom）。作者预计，光诱导I 在通向III 的过程中发生单电子脱羧反应，不仅可以克服干预脱羧烯丙基化反应（IDcA）的现有局限性，还可以在构建 sp³ 结构时提供进入新化学空间的机会。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

反应条件优化（Table 1）：研究首先评估了1a 与 2a 的光诱导 IDcA。对照实验表明，钯源、L1 和光照射是发生反应的必要条件（entry 12）。在没有光催化剂的情况下缺乏反应性，这就加强了光催化剂在通过单电子转移 (SET) 事件获得 III 和V 的关键作用（Scheme 2）。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

原子对交换：随后，作者评估l光诱导烯丙基酯IDcA 的通用性。如Table 2所示，该方案可适用于各种官能团，包括醇（1s）、芳基卤化物（3q、5d、5e）或硼酸酯（5o）等。此外，还可以与含有杂环核心的烯丙基酯进行反应。作者还评估了电子受体对反应的影响，多种2 -芳基丙烯酸酯可以作为受体，以良好的收率得到目标产物5a-5g。该方案同样可以轻易地扩展到2-烷基丙烯酸酯。有趣的是，无论在烯丙基酯骨架中使用的是 E/Z-二取代烯烃（1y）还是α 支链同系物（1x），都能获得高产率和线性选择性（E/Z = 20:1），这也是之前在双电子流形中观察到的现象（Table 2， bottom）。进一步的研究表明，含有氨基甲酸酯（6a-6d）、卤素（6e）或硅醚（6f）的底物也能成功加入。即使存在苯乙烯或环己烯，也不会干扰IDcA 反应的生产，从而以良好的产率生成了目标化合物 6g 和6h。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

IDcA反应和后修饰：受到上述结果的鼓舞，作者预计该策略可以扩展到传统IDcA 反应中的原子对交换之外，如Scheme 3 所示。Scheme 4 进一步说明了该策略的模块性和多功能性。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

初步机理研究（Scheme 5）：作者将注意力转向研究光诱导IDcA 反应的基础，评估了 9a 与Pd-1 和Pd-2 的反应性。不管是按化学计量还是催化方式使用Pd-1，8a 的产率都很低，这可能是由于单配位Pd 中心固有的低稳定性造成的，在存在 10 mol % 的 L2（85% 产率）或 L3（77% 产率）的情况下，反应可以得到显著改善。这些结果强化了这样一种观点，即两个膦片段与Pd中心的配位对于反应的发生尤为重要，这一观察结果很可能表明阳离子π-烯丙基配合物（II，Scheme 2）通过在Pd中心配位层解离特戊酸盐片段而成为中间体。根据radical-clock实验推断，III 的形成（Scheme 2）完全是由 9b 生成10a。此外，通过将1h 与（3,3,3-三氟丙基-1-烯-2-基）苯 11a 接触，评估了经由V（Scheme 2）的自由基-极性交叉，结果显示，通过从 VI 中快速消除β-氟化物而形成12a 。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

论文信息：

Franz-Lucas Haut, Filip S. Meger, Tomás G. Santiago, Paula Fraňová, Daniel Kocsi, Joan V. Estornell, Marta Martínez-Belmonte, Jordi Benet-Buchholz, Ruben Martin*. Pd-Catalyzed Photoinduced Interceptive Decarboxylative Allylation. J. Am. Chem. Soc., 2025

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