【人物与科研】华东理工大学韩建伟和王利民课题组：钯催化芳香酸与邻氟取代二芳基碘盐选择性苯甲酰化反应合成3,4-苯甲香豆素衍生物

近年来，在有机合成领域，高价碘化合物以其温和、无毒、高选择性的特点备受关注。二芳基碘盐作为一种高价碘化合物，常被用作一种高效的芳基化试剂。然而，报道的很多反应局限于碳碘键的活化，碳碘键以及邻碘碳氢键或邻碘碳卤键的双活化反应相对较少。因而，通过该双活化的策略为一步构建稠环化合物提供了很大的可能性。2015年，利用香豆素作为原料，课题组在钯催化剂作用下发展了一锅法合成4,5-苯并香豆素类化合物的协同成键的方法，从而补充了苯并香豆素家族（图1，Org. Lett. 2015, 17, 5654-5657）。后续的工作实现了2-溴联苯的与二芳基碘盐的苯并芳基化反应，合成了一系列9,10-苯并菲类稠环芳烃（图2，J. Org. Chem., 2018, 83, 49-56），同时实现了2-苯基咪唑并[1,2-α]吡啶的与二芳基碘盐的苯并芳基化反应，合成了一系列菲[9',10':4,5]咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物（图3，Org. Lett. 2019, 21, 4402-4406）。

图1. 双活化策略一步合成4,5-苯并香豆素

（Org. Lett., 2015, 17, 5654−5657）

图3. 双活化策略一步合成菲[9',10':4,5]咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物

（Org. Lett. 2019, 21, 4402-4406）

近日，该课题组在以上工作基础上，又报道了钯催化芳香酸与邻氟取代二芳基碘盐选择性苯甲酰化反应合成3,4-苯甲香豆素衍生物。作者首先以萘甲酸1a和邻氟取代二苯基碘盐2a作为原料对反应条件进行了优化。实验结果表明，反应在最优条件下以78%的收率得到目标化合物3,4-苯甲香豆素衍生物 3a。为了考察该方法的底物适用范围，作者考察了一系列芳香酸（图4）和邻氟取代二芳基碘盐（图5），这些底物均以中等至良好的收率得到目标产物。 

图4.芳香酸的底物拓展

（来源：Org. Lett. DOI: 10.1021/acs.orglett.0c01577）

图5. 邻氟取代二芳基碘盐的底物拓展

（来源：Org. Lett. DOI: 10.1021/acs.orglett.0c01577）

随后，作者进行了机理研究。作者利用邻氯取代二芳基碘盐和邻溴取代二芳基碘盐进行反应分别得到0%和26%。之后作者根据控制实验，提出了可能的机理（图6）。首先反应是1-萘甲酸2号位C-H活化形成环钯中间体6。6的氧化使Pd(IV)配合物7与2a形成配合物，随后通过配体交换和还原消除得到中间体8。最后，钯辅助C-F键活化的8的分子内亲核取代（S_NAr型）生成Meisenheimer络合物9，最后中间体9在碱存在下生成产物3aa。而另一种途径可能是通过协同亲核芳香取代反应（cS_NAr）而不是传统S_NAr的经典两步反应机制。

图6. 可能的反应机理

（来源：Org. Lett. DOI: 10.1021/acs.orglett.0c01577）

综上，作者发展了一种钯催化下邻氟取代二芳基碘盐参与的芳香酸的选择性苯并苯甲酰化反应，从而构建了3,4-苯甲香豆素衍生物，反应具有优良的产率以及底物适用性。

这一成果近期发表于Org. Lett.（DOI: 10.1021/acs.orglett.0c01577）。主要完成者为硕士研究生潘成，王利民教授；通讯作者为韩建伟副教授。上述研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市重大研发计划、香港裘槎基金会和中央高校基本科研业务费等项目的资助。