区域发散催化C-H键对烯烃进行烷基化反应非常重要,但是该领域未得以很好的发展,有鉴于此,日本理化学研究所RIKEN侯召民、安徽大学罗根等报道了首例喹啉的区域发散通过烯烃对C-H键进行烷基化,该方法学通过半夹心结构的稀土金属催化剂Sc/C5Me5,通过调控金属-配体的立体位阻、电子性质,实现了区域发散合成。
本文要点:
(1)
作者通过Sc/C5Me5作为催化剂,对喹啉进行苯乙烯加成反应;Y/C5Me4H作为催化剂,通过脂肪基烯烃对喹啉的C8-H位点进行修饰。该方法实现了首例对中性喹啉进行直接的C8位点修饰。相比而言,Sc/C5Me5(Sc-3)作为催化剂通过脂肪烯烃对2-芳基喹啉反应、通过Y-2催化剂对苯乙烯进行反应,得到2-芳基修饰的邻位C-H键烷基化产物。
(2)
基于催化剂/底物调控,控制反应中的区域发散性,分别实现了使用两种烯烃对喹啉进行双烷基化反应。DFT计算模拟结果显示,对2-芳基喹啉的C8位点、对2-芳基上的邻位都能够进行C-H键活化反应,并且这两种情况中得到的C-H键活化产物的位点是通过调控中间体能量、内转换能垒多种因素决定。本工作为合成喹啉衍生物的发散产物提供有效的经验,同时为喹啉分子中的C-H键活化、转化反应提供经验,为设计高活性、高选择性的催化剂提供经验。
参考文献
Shao-Jie Lou, Liang Zhang, Yong Luo, Masayoshi Nishiura, Gen Luo, Yi Luo, and Zhaomin Hou
Regiodivergent C-H Alkylation of Quinolines with Alkenes by Half-Sandwich Rare-Earth Catalysts, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c08362
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c08362