可见光诱导镍催化烯烃还原Heck反应

doi:10.6023/cjoc202408039

有机化学 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (5): 1691-1697.DOI: 10.6023/cjoc202408039 上一篇下一篇

研究论文

可见光诱导镍催化烯烃还原Heck反应

刘俊杰^†, 赵红平^†, 胡媛媛, 汪恒昕, 袁伟明^*()

华中科技大学化学与化工学院武汉 430074

收稿日期:2024-08-31 修回日期:2024-10-09 发布日期:2024-11-27
作者简介:
^†共同第一作者.
基金资助:
国家自然科学基金(22201087)

Photoinduced Nickel-Catalyzed Reductive Heck Reaction

Junjie Liu^†, Hongping Zhao^†, Yuanyuan Hu, Hengxin Wang, Weiming Yuan^*()

School of Chemistry and Chemical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074

Received:2024-08-31 Revised:2024-10-09 Published:2024-11-27
Contact: * E-mail: yuanwm@hust.edu.cn
About author:
^†The authors contributed equally to this work.
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(22201087)

文章分享

1. 附件.pdf(3947KB)

摘要/Abstract

使用温和的有机还原剂汉斯酯代替传统金属还原剂或负氢试剂, 发展了一种有效的可见光驱动下过渡金属镍催化的烯烃还原Heck反应. 在无需外源光氧化还原催化剂的条件下, 成功实现了芳基卤化物与丙烯酸酯类型底物的还原氢芳基化反应. 该反应条件简单、温和, 官能团兼容性好, 为烯烃还原Heck反应提供了一种互补的催化策略.

关键词: 镍, 还原Heck反应, 可见光, 有机还原剂, 烯烃

An efficient visible-light induced nickel-catalyzed reductive Heck reaction of alkenes by using mild organic reductant Hantzsch ester (HEH) instead of traditional metal reductants or hydride reagents was developed. The reductive hydroarylation of acrylates with aryl halides was successfully achieved without requiring exogenous photoredox catalysts. This reaction is highlighted by the simple and mild conditions, good functional group tolerance, thus providing a complementary approach for alkenes reductive Heck reaction.

Key words: nickel, reductive Heck reaction, visible light, organic reductant, alkene

引用此文

刘俊杰, 赵红平, 胡媛媛, 汪恒昕, 袁伟明. 可见光诱导镍催化烯烃还原Heck反应[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1691-1697.

Junjie Liu, Hongping Zhao, Yuanyuan Hu, Hengxin Wang, Weiming Yuan. Photoinduced Nickel-Catalyzed Reductive Heck Reaction[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2025, 45(5): 1691-1697.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

图/表 7

Scheme 1. Ni-Catalyzed reductive Heck reaction

Entry	Deviation from the standard condition	Yield^b/%
1	None	78
2	NiBr₂	22
3	Ni(cod)₂	65
4	L2	Trace
5	L3	16
6	L4	30
7	DMF	57
8	DMSO	24
9	THF	Trace
10	456 nm blue LED	0
11	No Ni, ligand, HEH, base, or light	0

Table 1. Optimization of the reaction conditionsa

Table 2. Substrate scope of alkenesa

Table 3. Substrate scope of aryl halidesa

Scheme 2. D2O quenching experiment and BHT trapping experiment

Figure 1. Stern-Volmer quenching experiment

Scheme 3. Proposed mechanism

参考文献 12

[1]	Xie J.-Q.; Liang R.-X.; Jia Y.-X. Chin. J. Chem. 2021, 39, 710.
[2]	(a) Minatti A.; Zheng X.; Buchwald S. L. J. Org. Chem. 2007, 72, 9253. pmid: 17967034
	(b) Shen C.; Liu R.-R.; Fan R.-J.; Li Y.-L.; Xu T.-F.; Gao J.-R.; Jia Y.-X. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4936. pmid: 17967034
	(c) Kong W.; Wang Q.; Zhu J. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 3987. pmid: 17967034
	(d) Zhang Z.-M.; Xu B.; Qian Y.; Wu L.; Wu Y.; Zhou L.; Liu Y.; Zhang J. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 10373. pmid: 17967034
	(e) Yuan Z.; Feng Z.; Zeng Y.; Zhao X.; Lin A.; Yao H. Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 2884. pmid: 17967034
	(f) Huang X.; Nguyen M. H.; Pu M.; Zhang L.; Chi Y. R.; Wu Y.-D.; Zhou J. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 10814. pmid: 17967034
	(g) Liu S.; Zhou J. S. Chem. Commun. 2013, 49, 11758. pmid: 17967034
	(h) Yue G.; Lei K.; Hirao H.; Zhou J. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 6531. pmid: 17967034
	(i) Jang J. Y.; Larin E. M.; Lautens M. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 11927. pmid: 17967034
	(j) Mannathan S.; Raoufmoghaddam S.; Reek J. N. H.; de Vries J. G.; Minnaard A. J. ChemCatChem 2017, 9, 551. pmid: 17967034
	(k) Liang R.-X.; Yang R.-Z.; Liu R.-R.; Jia Y.-X. Org. Chem. Front. 2018, 5, 1840. pmid: 17967034
	(l) Hou L.; Yuan Y.; Tong X. Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 4803. pmid: 17967034
	(m) Oxtoby L. J.; Li Z. Q.; Tran V. T.; Erbay T. G.; Deng R.; Liu P.; Engle K. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 8885. pmid: 17967034
	(n) Niu J.; Wu H.; Niu C.; Huang G.; Zhang C. ACS Catal. 2022, 12, 8667. pmid: 17967034
	(o) Shirai T.; Migitera Y.; Nakajima R.; Kumamoto T. J. Org. Chem. 2024, 89, 2787. pmid: 17967034
[3]	(a) Lin B.-L.; Liu L.; Fu Y.; Luo S.-W.; Chen Q.; Guo Q.-X. Organometallics 2004, 23, 2114.
	(b) Dürr A. B.; Yin G.; Kalvet I.; Napoly F.; Schoenebeck F. Chem. Sci. 2016, 7, 1076.
	(c) Li X.; Hong X. J. Organomet. Chem. 2018, 864, 68.
[4]	(a) Boldrini G. P.; Savoia D.; Tagliavini E.; Trombini C.; Ronchi A. U. J. Organomet. Chem. 1986, 301, C62.
	(b) Sustmann R.; Hopp P.; Holl P. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 689.
	(c) Márquez I. R.; Miguel D.; Millán A.; Marcos M. L.; de Cienfuegos L. A.; Campaña A. G.; Cuerva J. M. J. Org. Chem. 2014, 79, 1529.
	(d) Shukla P.; Sharma A.; Pallavi B.; Cheng C. H. Tetrahedron 2015, 71, 2260.
[5]	(a) Kim H.; Lee C. Org. Lett. 2011, 13, 2050.
	(b) Qin X.; Lee M. W. Y.; Zhou J. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 12723.
	(c) Qin X.; Yao Lee M. W.; Zhou J. S. Org. Lett. 2019, 21, 5990.
	(d) Yang F.; Jin Y.; Wang C. Org. Lett. 2019, 21, 6989.
[6]	Huang X.; Teng S.; Chi Y. R.; Xu W.; Pu M.; Wu Y.-D.; Zhou J. S. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 2828.
[7]	Broggi J.; Terme T.; Vanelle P. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 384. doi: 10.1002/anie.201209060 pmid: 24273111
[8]	(a) Duan Z.; Li W.; Lei A. Org. Lett. 2016, 18, 4012. pmid: 34168786
	(b) Zhang P.; Le C. C.; MacMillan D. W. C. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8084. pmid: 34168786
	(c) Yi J.; Badir S. O.; Kammer L. M.; Ribagorda M.; Molander G. A. Org. Lett. 2019, 21, 3346. pmid: 34168786
	(d) Parasram M.; Shields B. J.; Ahmad O.; Knauber T.; Doyle A. G. ACS Catal. 2020, 10, 5821. doi: 10.1021/acscatal.0c01199 pmid: 34168786
	(e) Guan H.; Zhang Q.; Walsh P. J.; Mao J. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 5172. pmid: 34168786
	(f) Sun S.-Z.; Duan Y.; Mega R. S.; Somerville R. J.; Martin R. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 4370. pmid: 34168786
	(g) Qian P.; Guan H.; Wang Y.-E.; Lu Q.; Zhang F.; Xiong D.; Walsh P. J.; Mao J. Nat. Commun. 2021, 12, 6613. pmid: 34168786
	(h) Kammer L. M.; Badir S. O.; Hu R.-M.; Molander G. A. Chem. Sci. 2021, 12, 5450. doi: 10.1039/d1sc00943e pmid: 34168786
	(i) Peng L.; Li Z.; Yin G. Org. Lett. 2018, 20, 1880. pmid: 34168786
[9]	(a) Xi X.; Luo Y.; Li W.; Xu M.; Zhao H.; Chen Y.; Zheng S.; Qi X.; Yuan W. Angew. Chem., Int. Ed. 2022, e202114731.
	(b) Xi X.; Chen Y.; Yuan W. Org. Lett. 2022, 24, 3938.
	(c) Chen Y.; Xi X.; Yuan W. Org. Chem. Front. 2023, 10, 3669.
	(d) Zhao H.; Yuan W. Chem. Sci. 2023, 14, 1485.
	(e) Liu J.; Chen Y.; Zhao H.; Yuan W. Org. Chem. Front. 2024, 11, 1205.
[10]	He X.-C.; Li K.-R.; Gao J.; Guan J.-P.; Chen H.-B.; Xiang H.-Y.; Chen K.; Yang H. Org. Lett. 2023, 25, 4056.
[11]	Jung J.; Kim J.; Park G.; You Y.; Cho E. J. Adv. Synth. Catal. 2016, 358, 74.
[12]	Zuo Z.; Ahneman D. T.; Chu L.; Terrett J. A.; Doyle A. G.; MacMillan D. W. C. Science 2014, 345, 437.

[1]	谢沈彤, 李文静, 刘钰, 陆熹, 师仁义. 镍催化多氟芳烃与烷基卤化物的还原烷基化反应[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 2121-2127.
[2]	田江艳, 李驰, 陈剑飞, 吕辉. 镍和钴催化卤代烃与醛酮/亚胺的还原偶联反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 1946-1960.
[3]	高根伟, 李震, 李炎, 陆熹. 光/镍协同催化C(sp²)—C(sp³)键构建研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 1905-1919.
[4]	马海宸, 周钧岍, 王嘉利, 王优, 朱少林. 镍催化的迁移偶联反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 1871-1904.
[5]	马树超, 陈泽乐, 宣俊. 可见光促进偶氮化合物参与的光化学转化[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1669-1683.
[6]	李慧, 阿布力米提•阿布都卡德尔, 周磊. 可见光条件下N-苄基苯并三氮唑自由基脱氮气开环合成6-取代菲啶[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1770-1777.
[7]	贺重隆, 周有康, 段新华, 刘乐. 官能团迁移策略在光驱动不饱和烃双官能团化中的应用[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1478-1508.
[8]	谭燕, 应佳乐, 於兵, 陆展. 可见光促进烯基硅化合物有氧氧化-叠氮化反应[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1684-1690.
[9]	周思成, 刘运奎. P/N-杂配铜(I)光催化剂介导的可见光催化反应进展[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1644-1668.
[10]	田曈, 陈镤, 黄华文. 可见光诱导芳香醛与苄烯丙二腈环化合成多取代二氢呋喃[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1763-1769.
[11]	林风, 张艳, 吴明, 刘会艳, 郝文娟, 姜波. 利用可见光引发1,6-烯炔的增环酰化双官能化制备1-茚酮衍生物[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1729-1738.
[12]	洪洋, 邓红平. 可见光催化的酸性C(sp³)—H键官能团化反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1569-1590.
[13]	郭仕勋, 王卫, 张永强. 三线态能量转移促进的自由基链式烯烃氢芳基化反应研究[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1716-1728.
[14]	段琛, 沈思语, 赵钰琦, 刘跃, 李薪宇, 张礼智, 李文静. 可见光驱动下蒽醌催化苄基C—H键在水中的氧化反应[J]. 有机化学, 2025, 45(4): 1352-1359.
[15]	赵佳, 甘秋云, 袁耀锋. 自由基磺酰氟化反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(4): 1206-1222.

可见光诱导镍催化烯烃还原Heck反应

Photoinduced Nickel-Catalyzed Reductive Heck Reaction

RichHTML

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

图/表 7

参考文献 12

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价