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zliming2004的博客

新药研发与药物合成

 
 
 

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廉价镍催化剂催化芳香酯与硼酸的交叉偶联反应  

2015-07-15 20:50:32|  分类: 有机化学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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碳-碳键的构建是制备药物、农用化学品和有机材料的重要策略。作为构建碳-碳键的反应之一,Suzuki-Miyaura交叉偶联反应,是合成工业规模的多种重要有机化合物的强有力的方法,发现该反应的化学家因此获得了2010年的诺贝尔化学奖。该反应常用催化剂为钯催化剂,用来催化硼酸与有机卤化物发生耦合反应。然而,尽管这一反应极为强大,却有不可忽视的问题——会产生有腐蚀性的副产品废物。因此,许多团队在寻找可替代的偶联试剂。


最近,来自日本名古屋大学和美国埃默里大学的化学家们将Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中的催化剂换成经济和环境友好型的镍催化剂,催化芳香酯和硼酸间的脱羰化交叉偶联反应,并取得了良好效果,产物收率较高。

廉价镍催化剂催化芳香酯与硼酸的交叉偶联反应 - zliming2004 - zliming2004的博客

Credit: ITbM, Nagoya University


研究人员已经证明,利用简单易得的可以合成有用的交叉偶联产物,包括植物代谢物如黄酮及其衍生物,以及用于治疗高血压的药物替米沙坦的衍生物,大大扩展了Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中底物的适用范围。


ITbM的中心总监Kenichiro Itami教授说,“从低成本和以往经验考虑,我们选择了镍催化剂。通过各种条件的筛选,我们高兴地发现,在催化剂量的乙酸镍和碳酸钠作为碱的作用下,芳香酯与硼酸的交叉偶联反应能顺利进行,不仅得到所需的脱羰基产物,且具有良好收率。”

廉价镍催化剂催化芳香酯与硼酸的交叉偶联反应 - zliming2004 - zliming2004的博客

乙酸镍较之醋酸钯要便宜大约300倍,对芳族酯和硼酸之间的交叉偶联反应催化性能高,能得到克级产物。此外,一系列的芳香酯底物都适用于该反应,且没有观察到脱羰偶联反应的副产物

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埃默里大学的Djamaladdin Musaev教授对该反应进行了理论计算,通过密度泛函理论计算确定了碱的作用以及反应步骤的顺序,并指出脱羰步骤发生在转移金属化(transmetalation)之后,该步骤可被碱加速。


“这是有机转化的一个很棒的工作,并建立了一种新颖的、相对廉价和环保的合成碳-碳键的策略。我很感激Itami教授和整个ITbM团队给我们参与这个项目的机会。”Musaev说。


Itami教授说,“我们将继续共同努力,进一步优化反应体系以扩大其范围,包括脂肪酯。”Itami和他的同事们设想,该反应方法可能导致生物和结构活性化合物的工业化合成革命


该研究成果发表于《Nature Communications》。


1. http://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150629110809.htm

2. http://www.nature.com/ncomms/2015/150629/ncomms8508/full/ncomms8508.html

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