Ny metode til lysdrevet oxidation af arylethere til estere

Oxidation af mættede C−H-bindinger er en vigtig kemisk reaktion i syntetisk kemi og den kemiske industri. Ikke desto mindre er de høje bindingsdissociationsenergier (BDE'er) og svag polaritet af C(sp ³ )−H-bindinger, især i mættede kulbrinter, fører til svage interaktioner med mange katalysatorer og vanskelig substrataktivering. Arylethere er allestedsnærværende strukturelle motiver i naturlige produkter og lægemidler, herunder snesevis af småmolekylære lægemidler i top 200 detailsalg.

Selvom C(sp ³ )-H-binding af arylethere kan bruges som en synthon til organisk syntese til at konstruere C-C/C-N-bindinger, dens oxidative funktionalisering og anvendelse er stadig begrænset og udfordrende. Derfor er det nødvendigt at udvikle effektive og bekvemme metoder til funktionalisering af ether C(sp ³ )−H-bindinger og deres anvendelse i organisk syntese og farmaceutisk kemi.

På nuværende tidspunkt er fotokatalytisk C(sp ³ )−H-oxidation har udviklet sig til et nyttigt og mangfoldigt værktøj til katalyseforskning på grund af dens bekvemme og redoxneutrale måde. Hydrogen atom transfer (HAT) er en effektiv strategi til at spalte C(sp ³ )–H-bindinger af alkanråvarer. Og klorradikaler bruges som et kraftigt HAT-reagens i en lang række forskellige oxidationsreaktioner på grund af deres høje oxidative kapacitet (E1/2red =+2,03 V vs. SCE), som kan udvinde brint af arylether C(sp ³⁾ )-H-binding for at danne den tilsvarende alkylgruppe.

Ikke desto mindre er chlorradikaler ikke let tilgængelige på grund af ugunstig chlorid-til-chlor-oxidation (Eo=1,36 V vs. NHE). Metoder såsom fotolyse af Cl₂ eller fotoinduceret ligand-til-metal ladningsoverførsel (LMCT) er blevet rapporteret for chlorid-til-klor-generering, men strategiudviklingen for mere omfattende klorkilder, der genererer klorradikaler og fremmer C(sp ³ )−H-bindingsoxidation forbliver attraktiv.

For nylig rapporterede et forskerhold ledet af prof. Feng Wang fra Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, en ny metode til synligt lys-drevet C(sp ³ )−H-bindingsoxidation af arylethere selektivt til esterprodukter under anvendelse af oxygen som oxidationsmiddel. Under den fotokatalytiske reaktion ved hjælp af Mes-10-phenyl-Acr ⁺ −BF₄ ^- katalysator, dannes klorradikaler fra en lang række forskellige chloridkilder og kan effektivt aktivere arylether C(sp ³ )−H binder sig til alkylradikaler gennem hydrogenatomoverførselsprocessen (HAT).

Arylethere med forskellige substituenter kan oxideres til estere i gode til fremragende udbytter. Dette arbejde præsenterer en ny fotokatalytisk strategi for C(sp ³ )-H-oxidation af arylethere på en bekvem og grøn måde.

Forskningen er offentliggjort i Chinese Journal of Catalysis .

Flere oplysninger: Yuting Liu et al., Chlorradikal-medieret fotokatalytisk C(sp3)-H-bindingsoxidation af arylethere til estere, Chinese Journal of Catalysis (2024). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64615-7

Leveret af Chinese Academy of Sciences