日本大阪府立大学Hajime Kameo、图卢兹第三大学Didier Bourissou等报道了一种通过M→Z作用进行化学键活化的反应,作者发现过渡金属上的σ-配体用于活化Si-F键,本工作首次发展了过渡金属催化的Si-F键活化反应,使用膦类作为导向官能团,通过Pd/Ni双金属催化剂、MgBr2等Lewis酸实现了sila-Negishi偶联反应。作者对该反应中关键中间体物种通过波谱和晶体学方法进行表征,并结合DFT模拟计算认为,该反应过程通过pd/Ni→Si‒F→Lewis酸之间相互作用进而将Z型氟硅烷配体转化为X型硅烷基。
反应优化。通过二苯基膦邻位硅氟烷基苯(1)和2倍量ZnPh2作为反应物,在Pd(0)催化剂(Pd2(dba)3)和MgI2型Lewis酸作用中,以99 %的产率实现了将Si-F键转化为Si-Ph;或者在Ni(COD)2催化剂、ZnCl2型Lewis酸,该反应收率达到96 %。随后,作者分别在条件A:1 % Pd2(dba)3,3倍量ZnAr2 (ZnCl2+2ArMgBr);条件B:2 % Ni(cod)2,3倍量ZnAr2 (ZnCl2+2ArMgBr),2 % B(C6F5)3中进行反应。
Pd(PPh3)4/MgBr2催化体系反应机理。Pd(PPh3)4通过Pd-P键和反应物2配位,随后在MgBr2辅助作用中通过和Pd催化配合,实现切断Si-F键。通过和ZnPh2进行转金属化反应,将Pd-Br转化为Pd-Ph。最后通过还原消除反应过程,将2中的Si-F键转化为Si-Ph得到最终产物。
参考文献
Hajime Kameo*, Hiroki Yamamoto, Koki Ikeda, Tomohito Isasa, Shigeyoshi Sakaki, Hiroyuki Matsuzaka, Yago García-Rodeja, Karinne Miqueu, and Didier Bourissou*
Fluoro Silane Activation by Pd/Ni→Si‒F→Lewis Acid Interaction: an Entry to Catalytic Sila-Negishi Coupling, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI:10.1021/jacs.0c04690
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c04690