Angew： 可见光催化芳基醚-酯醚高效芳基迁移

随着化学家们对可见光诱导的催化反应过程的理解不断加深, 可见光催化正在成为一种强大的有机合成反应催化方式。而自由基迁移反应作为一种构建新化学键的方法,其基本机理大多数是自由基过程。各种芳基迁移反应已经得到广泛的应用。值得注意的是，从芳基醚到酯醚的芳基迁移是罕见的。1955年，科学家才第一次实现了从芳基醚到酯醚的芳基迁移，产率仅有25% 。Hossian和Jana等研究者在银催化下，以羧酸为原料实现了芳基的迁移，但得到的产率并不高,且反应条件苛刻。因此对于温和可控的芳基迁移反应研究是很有必要的。

近日，兰州大学的曹小平教授课题组利用可见光催化的手段对芳基迁移反应进行研究，发展了一种可见光催化从芳基醚到酯醚的高效芳基迁移的新方法。反应条件较为温和，无需过渡金属，且无需氧化剂和碱，只有1 mol%的光敏剂是必不可少的，该方法也是一种切断C-O键的新方法。值得注意的是，迁移芳基环上的给电子基团通常在该转化中诱导更高的产率，这与典型的Smiles重排有所不同，芳基从酚羟基上迁移到羧基上，可以理解为逆Smiles重排反应。

研究者从芳基芳基醚的分子结构出发，经可见光照射后，芳基发生迁移形成邻羟基苯甲酸酯，反应条件仅需要1 mol%的光敏剂，10 mol%的K₂HPO₄作为碱。最佳条件下，产率可达到96%。然后，研究者又从2-苯氧基苯甲酸（1a）的分子结构出发，可得到两种苯酚类底物，产率分别高达91%和86%。

光催化从醚到羧酸的芳基迁移

（来源：AngewandteChemie International Edition）

可见光催化成为一种强大的产生过渡态激进中间体的工具。因此，这种芳基迁移的可能途径便被推导出来，底物2-苯氧基苯甲酸（1a）在可见光催化和碱的共同作用下，先形成芳基羧酸自由基中间体A，然后经过渡态环状中间体B，最后发生芳基迁移而生成最终产物2-羟基苯甲酸苯酯（2a），由于芳基醚和酯醚的C-O键能分别约为78.8 kcal/mol和87-93 kcal/mol，所以形成更稳定的酯醚C-O键应该是这种芳基迁移的驱动力。

芳基迁移的可能途径

（来源：AngewandteChemie International Edition）

优化反应条件之后，研究者又对底物进行了扩展，绝大多数底物都取得了较高产率，底物中苯环上的取代基可以是烷基、卤素、酯基等。当苯环上间位取代基是吸电子基时，反应时间越长产率越高。更令人惊喜的是，克级反应仍然保持了良好的产量。为了证明这种芳基迁移的潜在应用，研究者从商业可得的原料1k的分子结构出发，可以形成一种用于治疗炎症性呼吸系统疾病的药物呱西替柳（5），这是一种新型的环境友好的制备方法。

克级反应产量良好

（来源：AngewandteChemie International Edition）

研究者还提出了可能的反应机理，在可见光照射下，2-苯氧基苯甲酸（1a）形成羧基负离子C，光敏剂变为激发态（PDI*），C和PDI*经单电子过程形成PDI^-*和羧基自由基A，逆Smiles重排反应后A转变为过渡态B，最后芳基迁移得到D。PDI^-*可以结合D通过单电子过程生成2-羟基苯甲酸苯酯（2a）和PDI, PDI可进行循环反应。

可能的反应机理

（来源：Angewandte Chemie International Edition）

由于具有反应条件温和、产量高、底物广泛等优点，这种可见光催化从芳基醚到酯醚的高效芳基迁移的新方法为芳基迁移开辟了新的道路，并可为药物研发和材料的合成做出贡献。

论文链接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201706597/abstract

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