Angew. Chem.：B(C6F5)3催化的1,3-共轭二烯与苯酚的选择性氢芳基化反应

1,3-共轭二烯的选择性氢芳基化是一种简单、高效的合成烯丙基取代芳烃的方法，在合成化学上具有重大意义。目前，该类烯烃的氢芳基化反应往往通过渡金属催化芳烃的C-H键活化机制或金属路易斯酸催化的芳烃的傅-克烷基化机理发生。然而，这些体系通常需要较高的反应温度，并且其中涉及的碱性官能团在反应过程中往往存在兼容性的问题。因此，发展温和、高效的催化策略实现1,3-二烯的选择性氢芳基化是一个重要课题。

近年来，南京大学化学化工学院黎书华教授（点击查看介绍）课题组一直致力于将计算化学与有机合成紧密结合，开展计算驱动的有机合成研究。最近，他们通过量子化学计算结合实验研究发展了一种新的氢芳基化方法，利用有机硼路易斯酸B(C₆F₅)₃和苯酚类衍生物实现1,3-共轭二烯的选择性氢芳基化反应（图1）。相关成果发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. ）杂志。

图1. B(C₆F₅)₃ 催化的1,3-共轭二烯与苯酚的选择性氢芳基化反应

图2. 假设的B(C₆F₅)₃催化1,3-共轭二烯与苯酚的选择性氢芳基化反应机制

该工作中，理论计算发现B(C₆F₅)₃与苯酚缔合形成的路易斯酸碱复合物I能够显著增强苯酚的酚羟基酸性，可将1,3-共轭二烯质子化，进而发生亲电烷基化反应并生成相应的氢芳基化产物4aa（图2）。与其它竞争反应通道（如共轭二烯的二聚、产物的分子内环化等）相比，选择性生成1,2-氢芳基化产物是动力学有利的。后续实验条件的优化，以及同位素标记等实控制实验验证实了理论计算提出的机理。

图3. 1,3-共轭二烯的普适性

图4. 苯酚类衍生物的普适性

进一步的底物研究表明，以B(C₆F₅)₃为催化剂，可以很方便地实现一系列1,3-共轭二烯和苯酚类衍生物的氢芳基化反应（图3、图4）。该方法也能实现克级规模的合成，得到的产物‒烯丙基苯酚类衍生物可进一步发生分子内环合反应，生成苯并四氢吡喃或苯并呋喃等衍生物。此外，作者还将该方法被成功地应用于复杂药物相关分子的结构修饰（图5）。

图5. 该方法的应用

——总结——

黎书华教授课题组利用路易斯酸活化质子酸的策略，发展了一种新的B(C₆F₅)₃催化的1,3-共轭二烯和苯酚的氢芳基化反应。该策略能够以廉价易得的原料，选择性地合成烯丙基苯酚类衍生物，反应无需过渡金属催化剂，具有较好的底物适用性及优良的官能团耐受性。

该论文作者为：Guoqiang Wang, Liuzhou Gao, Hui Chen, Xueting Liu, Jia Cao, Shengda Chen, Xu Cheng, Shuhua Li

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Borane-Catalyzed Chemoselective Hydroarylation of 1,3-Dienes with Phenols

Angew. Chem., Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201811729

导师介绍

黎书华

https://www.x-mol.com/university/faculty/11572

课题组主页

http://itcc.nju.edu.cn/~shuhua/index.html