方法|耐水和空气NiAAC催化制备1,5-二取代-1,2,3-三唑
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。
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。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。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。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。
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