【OL】室温，无钯，Suzuki-Miyaura型交叉偶联反应合成酮！

Org. Lett. 2024, 26, 1728–1733

Shihao Li, Chaoyang Zhang, Sheng Wang, Wenqing Yang, Xinru Fang, Shilu Fan, Qi Zhang*, Xiao-Xuan Li*, Yi-Si Feng*

本文报道了一种 通过光氧化还原与N-杂环卡宾（NHC）协同催化的芳酰氟与烷基硼酸的Suzuki-Miyaura型交叉偶联反应，高效合成酮类化合物。 无需外部氧化剂或活化剂多种烷基硼酸可直接转化为烷基自由基。另外，此反应条件下，通过自由基中继过程可以实现苯乙烯的双官能团化。机理研究表明，苯甲酸阴离子中间体在反应体系中发挥关键作用。 利用协同催化策略（光氧化还原/NHC）克服传统限制，拓展了硼酸应用。开发了一种温和条件下高效合成酮的新方法。

反应条件优化

关键催化剂：光催化剂Ir-1（[Ir(dF(CF₃)ppy]₂(dtbbpy)]PF₆）、NHC（N1）。

最佳条件：乙酸甲酯（MA）为溶剂，Cs₂CO₃为碱，415 nm LED照射，室温反应6小时，产率高达71%。

底物普适性

芳酰氟范围： 耐受取代基，烷基（5, 6）、烷氧基（7, 8）、卤素（3, 9–11）、酯基（14, 17）、三氟甲氧基（15），收率31–73%。 邻、间、对位取代及双取代芳酰氟（18–21）均适用。

烷基硼酸范围： 一级烷基硼酸（22–32，39–73%）、二级烷基硼酸（33–41，54–77%）、大位阻底物（42，67%）均兼容。

苯乙烯双官能团化： 三组分反应实现区域选择性偶联（43–46，41–56%）。

机理实验验证

TEMPO捕获实验：烷基自由基被捕获，证实自由基路径。

中间体检测：分离到苯甲酸阴离子中间体（48）及酰基唑盐（49），支持机理。

Stern-Volmer猝灭实验：苯甲酸阴离子（Bu₄N⁺PhCO₂⁻）有效猝灭光催化剂激发态。

循环伏安法（CV）：苯甲酸阴离子与硼酸复合物氧化电位降低（+1.38 V），促进自由基生成。

反应机理推测

苯甲酸阴离子通过降低硼酸氧化电位促进烷基自由基生成。持久自由基效应（PRE）驱动自由基-自由基选择性偶联。

酰唑盐生成：芳酰氟与Cs₂CO₃反应生成双酰碳酸酯（Int-1），随后与NHC作用形成酰基唑盐（Int-2）和苯甲酸阴离子。

光催化循环： 激发态Ir³⁺被苯甲酸阴离子还原为Ir²⁺，生成苯甲酰氧自由基（Int-3）。Ir²⁺还原酰唑盐（Int-2）生成持久自由基（Int-5）。

自由基偶联：烷基自由基（由苯甲酰氧自由基与硼酸作用释放）与Int-5偶联生成酮，NHC催化剂再生。

本文发展了一种光氧化还原与NHC协同催化的新策略，实现了芳酰氟与烷基硼酸的Suzuki-Miyaura型自由基偶联反应，高效合成酮类化合物。该方法条件温和、底物范围广（包括一级烷基和大位阻底物），并可通过自由基中继实现苯乙烯的双官能团化。机理研究表明，苯甲酸阴离子通过降低硼酸氧化电位促进烷基自由基生成，而持久自由基效应确保了自由基的高效选择性偶联。该方法为酮的合成提供了绿色、高效的替代途径。