EurJOC:锍盐作为芳基自由基前体的合成应用

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芳基化反应作为最基本的化学转化之一,在有机合成领域占据着非常重要的地位。相比于双电子反应体系,利用单电子转移(SET)或者能量转移(EnT)生成芳基自由基作为芳基源的单电子反应体系够在更加温和条件下实现芳基化转化,具有更加好的底物兼容性。然而,与C(sp3)自由基相比,C(sp2)芳基自由基反应活性更高,其生成和控制往往更具挑战。



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图 1. 芳基自由基前体

自从Meerwein芳基化在20世纪40年代被发现以来,利用芳基重氮盐作为芳基自由基前体实现芳基化转化策略逐渐进入化学家们视野。芳基重氮盐可以通过多种途径有效实现芳基自由基生成,能量来源包括热能,光能,电能和机械能等。然而由于芳基重氮盐固有的化学不稳定性,在实际应用过程中不可避免会面临一定的安全隐患。随着芳基自由基作为芳基源应用于有机合成中的优势越来越明显,合成化学家对开发产生芳基自由基新方法产生了浓厚兴趣。在过去十年里,成功实现了将芳基羧酸,芳基硼酸和高碘试剂作为芳基自由基前体,但这些试剂通常需要繁琐的合成步骤或者价格昂贵,合成化学家致力于使用易得且结构稳定的芳基前体产生相应芳基自由基。芳基卤化物作为芳基自由基前体在合成化学领域引起了越来越多关注,主要归因于它们简单易得和固有的稳定性。然而,这种增强的稳定性是以活化这些底物所需还原电位升高为代价的。因此,急需开发出更加有效的新型芳基自由基前体(图 1)。近日,扬州大学陈锋教授和高盼博士团队系统总结了锍盐作为芳基自由基前体在有机合成中的应用。

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图 2. 锍盐作为芳基自由基前体

近年来,Ritter课题组和王鹏课题组成功实现了噻蒽鎓盐(TT盐)合成方法开创性改进,使得锍盐的反应性质得到了更加广泛研究,特别是作为有效的芳基自由基前体。芳基取代锍盐的正电荷集中于硫原子,并且与硫相连的芳环共轭体系能够有效地促进正电荷离域,这种独特的结构决定了锍盐能够在光激发下通过单电子转移过程实现芳基自由基生成(图 2)。该综述系统总结了锍盐作为芳基自由基前体在光催化或者电催化条件下实现芳基化转化,反应类型主要涉及碳碳键和碳杂键构建,着重分析了锍盐产生芳基自由基方式和具体反应机理(图 3)。

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图3. 锍盐作为芳基自由基前体参与的化学转化

芳基锍盐在光化学或电化学条件下可以通过C-S键断裂有效地产生相应的芳基自由基,这些原位生成的高活性芳基自由基物种已被证明适用于多种重要转化。考虑到芳基自由基可以通过单电子氧化被过渡金属捕获,如果加入合适的配体有希望实现不对称芳基化转化,得到立体专一性的目标产物。

文信息

Synthetic Applications of Sulfonium Salts as Aryl Radical Precursors

Xinyin Wu, Dr. Pan Gao, Dr. Feng Chen


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202300864



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