[(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆: общий и широко применимый медно-Фотонеортодоксальный катализатор

Радикальные трансформации были известны на протяжении десятилетий, чтобы обеспечить удивительно эффективные пути в синтетической химии, которые часто дополняют преобразования, основанные на катионных, анинических или перициклических процессов¹. Хотя особенно перспективным для различных видов преобразований, радикальной основе химии, однако, давно недоэксплуатируется, в основном из-за необходимости высокотоксичных реагентов, которые значительно ограничивает ее привлекательность. Кроме того, радикальные процессы уже давно считаются преобразованиями, связанными с низким уровнем контроля с точки зрения регио-и/или стереоэлективности, либо ведущими к обширным димеризации и/или вопросам полимеризации.

В последнее время были разработаны альтернативные стратегии для облегчения формирования и более эффективного контроля за реакционной способностью радикальных видов. Среди них, фотоВ-визуализация катализа стала одним из самых мощных методов, как это позволяет удобное поколение радикальных видов с помощью легкого адаптивного соединения, а именно, фотоего-и видимый свет облучения^2,3 . Видимый свет сам по себе действительно в состоянии содействовать населения возбужденного состояния фотоВ-и-окислительный катализатор, который становится, следовательно, как сильный редуктант и антиоксидант, чем в соответствующем состоянии земли. Эти расширенные редокс свойства сделать один электронный процесс передачи, не представляется возможным в состоянии земли, возможно в мягких условиях от возбужденного состояния. За последние десять лет, видимый свет фотообзор катализа стала привлекательной и мощной техникой в органическом синтезе и позволило развитие многочисленных удивительно эффективных и селективных преобразований на основе радикальных промежуточных созданы в условиях устойчивого, мягкого и дружественного к пользователю состояния.

Несмотря на то, что большинство фотофинансовых процессов, о которых сообщается на сегодняшний день, доминируют в применении диосиридий-и рутений на основе фотофинансовых катализаторов, а также некоторых органических красителей, таких как пирлиум и аклиний производные⁴, более дешевые альтернативы по-прежнему очень востребованы для развития взаимодополняющих процессов, представляющих интерес для промышленного применения. В связи с этим использование медно-фотонеортодоксальных катализаторов представляется особенно привлекательным, поскольку они не только дешевле, но и предоставляют возможности для активации более широкого и/или различного диапазона субстратов, что, таким образом, открывает новые перспективы в Фото-Окс катализа^5,6,7,8. Несмотря на некоторые перспективные ранние работы, о которых сообщили Куталь⁹, mitani¹⁰ и Соваж¹¹ групп, фотоактивномедные комплексы меди, однако, были едва ли использованы в фотопрактике, вероятно, из-за их Короткоживущие возбужденные состояния по сравнению с их рутений-и иридия основе соединений. Совсем недавно, недавний замечательный вклад Петерс и Фу^12,13,14,15, Рейзер¹⁶,^17,18, в ^{19 , 20} и другие группы^{21,22,23,24,25} явно принесли внимание на медно-основанные фотоего катализаторы и продемонстрировали уникальный потенциал.

В рамках недавнего интереса к радикальным процессам катализируемой меди^26,27, мы недавно сообщали о Генеральном и широко применимом медно-фотонеортодоксальных катализаторов, [(dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ (dpeфос: BIS [(2- дифенилфосфино) фенил] эфир; bcp: бакохоглушин), который оказался особенно эффективным для активации органических халиидов при облучении видимого света (рис. 1a)^28,29,30. При облучении видимым светом и в присутствии Амина в качестве жертвенного редуктора, было показано, что широкий диапазон неактивированных арил и алкила-Халидов легко активируется каталитическими суммами [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ и, следовательно, участвовать в различных радикальных преобразований, включая сокращение, циклизации и прямое арилирования silanization несколько электронно-богатых (гетеро) Аренес. Кроме того, [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ также доказал свою успешность в продвижении фотоиндуцированного радикального циклизации домино инамидес и цианимиды, обеспечивая эффективный и прямой доступ к сложному три-, тетра-и пентациклик азота гетероциклы в основных структурах различных натуральных продуктов. Эта стратегия позволила эффективно синтезировать ротсетцин, луотонин а, и дезоксивацион, натуральные продукты, которые демонстрируют противоопухолевые, противомикробные, противовоспалительные и антидепрессивное действие. Эти преобразования проиллюстрированы на рисунке 1C. С механистической точки зрения, фотоиндуцированная активация органических Халидов с [(Dpeso) (BCP) Cu] PF₆ протекает через редкий каталитический цикл Cu (i)/Cu (i) */Cu (0), который был подтвержден экстенсивным механистическим и светофизическим изучением. В частности, возбуждение наземного состояния [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ [Cu (I)] при облучении видимым светом приводит к формированию соответствующего возбужденного комплекса [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆* [Cu (i) *], который затем уменьшается на Жертвенный Амин для генерации соответствующих [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ [Cu (0)] видов. Это Cu (0) промежуточный редуктивный достаточно, чтобы уменьшить углерод-галогенные связи различных органических галоидов для создания соответствующих радикалов, которые могут затем участвовать в вышеупомянутых преобразований, вместе с регенерацией начиная катализатор (Рисунок 1B).

В следующем разделе мы сначала описываем протокол для синтеза фотоактивизируемым [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ (чьи НМР и спектроскопические характеристики представлены в разделе репрезентативных результатов). Синтез прост и особенно удобен, и просто требует добавления 1 эквивалента Dpeфос и 1 эквивалента bcp к растворе тетракисаацетонириллия меди (I) гексафорофосфафосфат в дихлорметане. Желательные [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ затем изолированы от осадков из диэтилового эфира и может быть легко получен на многограммовой шкале (рис. 2a). Важно отметить, что изолированный медный комплекс не особенно чувствителен к кислороду и влаге и поэтому может быть удобно обработан без каких-либо конкретных мер предосторожности, Кроме того, чтобы храниться вдали от света.

Во-вторых, мы описываем протоколы для активации органических халиидов с использованием [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ при облучении видимого света, фокусируясь на двух различных преобразованиях. Первой реакцией является прямое Арилирование N-метилпирроли с 4-йодбензониритом с использованием каталитических количеств [(Dpeфос) (BCP) Cu] PF₆ в качестве средства фотомониторинга, дицикльгексиляламина в качестве жертвенного редуктора и калия карбонат в качестве базы при облучении на 420 Нм (Рисунок 2B). Вторая реакция является радикальным циклирование n-бензоил-N-[(2-йодхинолин-3-ил) метилцианамид, используя тот же катализатор и жертвенный редуктант, чей циклирование непосредственно приводит к луотонин, естественный продукт отображения интересная противоопухолевая деятельность (рис. 2C). Для обоих преобразований предусмотрены подробные протоколы.