Co催化烷基鋅試劑與(雜)芳基鹵代物的偶聯(lián)反應(yīng)

碳-碳鍵的構(gòu)建是有機(jī)合成化學(xué)中永恒不變的主題，其中過渡金屬催化的烷基碳的偶聯(lián)反應(yīng)受到了廣泛關(guān)注。由于有機(jī)鋅試劑可以耐受多種官能團(tuán)，如醛、酮、酯、氰基等，而且毒性低，易制備，使得過渡金屬催化的Neigishi反應(yīng)成為構(gòu)建碳碳鍵的重要方法，在學(xué)術(shù)界及工業(yè)界得到了廣泛應(yīng)用。文獻(xiàn)報(bào)道中多使用Pd催化劑，近期研究表明，F(xiàn)e、Co或Ni催化劑相較Pd催化劑對于烷基鋅試劑的偶聯(lián)有很大的優(yōu)勢。近期Paul Knochel小組報(bào)道：使用廉價易得的CoCl?(10mol%)（cas: 7646-79-9，無水，<400元/25克，sigma aldrich）與簡單配體2,2’-聯(lián)吡啶(20mol%)（cas: 366-18-7，<500元/100克）即可有效催化直鏈烷基和環(huán)烷基鋅試劑與(雜)芳基鹵代物進(jìn)行偶聯(lián)，反應(yīng)可在0oC至室溫下溫和發(fā)生

該條件下，氮雜芳基鹵代物(如吡啶、嘧啶化合物)可以和多種直鏈烷基鋅試劑進(jìn)行高效偶聯(lián)，鋅試劑中的雙鍵(3c, 3h, 3i, 3r)、三鍵(3d, 3k)、氰基(3e)、酯基(3g)、縮醛(3l)、雜芳環(huán)(3f、3j)等官能團(tuán)不受影響，雜芳基鹵代物中有吸電子基時利于反應(yīng)進(jìn)行，活性更高的鹵素位置優(yōu)先反應(yīng)(3p)。

芳基鹵代物也是含有吸電子基時有利于反應(yīng)進(jìn)行，其中環(huán)丙基鋅試劑的偶聯(lián)也收率不錯(3y, 3z)。

嘗試更多的環(huán)烷基鋅試劑后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)不僅具有良好的偶聯(lián)收率，也具有非常好的非對映選擇性，通常得到的是熱力學(xué)更穩(wěn)定的產(chǎn)物。而之前的研究表明Zn-C鍵是比較容易發(fā)生異構(gòu)化的，推測該反應(yīng)中熱力學(xué)更穩(wěn)定的烷基鋅試劑發(fā)生快速轉(zhuǎn)金屬化促使產(chǎn)物具有較高的立體選擇性。

對于比較復(fù)雜的環(huán)系，立體選擇性也能保持較高水平。

反應(yīng)還可以擴(kuò)展至炔基鹵代物，收率及選擇性同樣良好。

在之前的研究工作中，使用自由基捕獲劑TEMPO能顯著抑制Co催化的多種反應(yīng)，然而在該條件下加入2當(dāng)量TEMPO也不會影響反應(yīng)收率，表明該條件有著不同以往的反應(yīng)機(jī)理。