方法｜耐水和空气NiAAC催化制备1,5-二取代-1,2,3-三唑

引言

通讯作者是Sung You Hong，第一作者为Woo Gyum Kim

该研究报道了一个对空气和水耐受性良好的Cp2Ni/Xantphos催化体系，使用该催化剂，可以在水作为反应溶剂，空气中，催化炔烃与叠氮发生环化反应，制备1,5-二取代-1,2,3-三唑。

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 简介

过渡金属催化或者无金属催化的叠氮-炔烃环加成反应是一类非常有用、独特的反应，可以用于制备1,4-或1,5-二取代的1,2,3-三唑。

尽管铜催化环加成可以有效地应用于生物分子体系，以制备1,4-二取代产物。但是，在水相和空气环境下促使炔烃和叠氮发生环加成，以制备1,5-二取代产物，仍然是极具挑战性的。一方面是底物受限，另一方面则是阴雨催化剂对水汽或者空气敏感。

为此，作者开发了Cp2Ni/Xantphos催化体系，用于制备1,5-二取代-1,2,3-三唑。该反应在有机溶剂和水中均可以进行，并且在室温下反应良好。

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反应探索与优化

反应探索与优化如下图：

甲苯为溶剂，碳酸锶为碱，二茂铁镍和Xantphos组成对催化剂作用下，苄基叠氮1a和苯乙炔2a在室温和空气中发生环加成反应，结果1,5-二取代三唑收率为94%，同时有6%的1,4-二取代三唑的产生。该反应结果表明，在Cp2Ni/Xantphos催化剂作用下，该反应可以完全转化，并且具有优秀的区域选择性。

随后，作者更换了催化剂、或者不加配体，该反应均无法进行

当DPEphos替代Xantphos时，期望产品收率下降至76%，且副产物增多；该结果和不加入碳酸锶相当

催化剂用量减半，降至5 mol%时，收率也明显地降低。该反应在加热条件下，反而不利于收率的提高

反应时间由12小时缩短至1.5小时，收率没有明显下降，并且反应选择性有所提高

最后，作者对反应溶剂也进行了筛选，发现在DMF和DCM中，反应也不错，并且DCM中反应的区域选择性更加。最后，反应在水中也可以顺利进行。因此，作者将反应溶剂优选为水，反应时间为1.5小时

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底物拓展

获得反应的最佳条件后，作者对底物适用性进行探索：

可以看到，该方法对多种官能团具有良好的兼容性，并且对很多类型的底物具有普适性。不仅可以适用与富电子芳炔，对炔电子芳炔也可以，还对烷炔类型底物有良好的反应性能。

接下来，作者进一步拓展该方法的应用范围：

对于多糖、氨基酸酯等类型底物，该方法也具有普遍适用性，并且大部分反应结果优秀。

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反应机理

最后，作者还探索了该反应的机理：

评述

总体而言，作者开发了一个良好的方法，在空气和水中，通过镍催化叠氮和炔烃环加成，选择性生成1,5-二取代-1,2,3-三唑。该方法具有很好的底物适用性，并且反应试剂便宜易得，仅需在室温进行，反应条件温和。