Fosforilación C-H regioselectiva impulsada electroquímicamente de metalocenos del grupo 8

Nature Communications volumen 13, Número de artículo: 3496 (2022) Citar este artículo

4005 Accesos

6 citas

2 Altmetric

Detalles de métricas

Los metalocenos son pilares privilegiados para la síntesis y la catálisis. Sin embargo, la funcionalización C-H deshidrogenativa directa de metalocenos asimétricos adolece de problemas de reactividad y selectividad. En este documento, informamos una fosforilación C-H regioselectiva impulsada electroquímicamente de metalocenos del grupo 8. Las investigaciones mecanísticas indican que este acoplamiento cruzado deshidrogenativo se produce a través de una sustitución radical electrofílica del metaloceno con un radical fosforilo, facilitada por el propio metaloceno. Este trabajo no solo ofrece una síntesis eficiente y divergente de metalocenos fosforilados, sino que también proporciona una guía para interpretar la reactividad y regioselectividad para la funcionalización C−H de metalocenos asimétricos.

Desde su descubrimiento a principios de la década de 19501,2,3,4,5, el ferroceno y sus derivados del metaloceno han recibido una gran atención debido a sus amplias aplicaciones en la física6, la ciencia de los polímeros7 y la medicina8,9. Con respecto a la síntesis orgánica y la catálisis, el metaloceno Las fosfinas de base han demostrado ser ligandos o catalizadores privilegiados (Fig. 1a)10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20. Aunque existen métodos bien establecidos para la síntesis de metalocenos simples y no sustituidos, la construcción de derivados de metalocenos sustituidos sigue siendo un desafío. Se han utilizado dos enfoques generales para la síntesis de metalocenos sustituidos. La primera estrategia es la coordinación de los precursores de ciclopentadienilo sustituidos con el complejo metálico correspondiente (Fig. 1b)21,22,23. Si bien es confiable, este enfoque generalmente requiere la síntesis de varios pasos de precursores de ciclopentadienilo sustituidos y cantidades estequiométricas de bases fuertes. La segunda estrategia involucra la funcionalización C−H del metaloceno. Este último exhibe una mejor economía de pasos pero cuenta con bases fuertes o grupos directores preinstalados24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38. Por lo tanto, es de gran importancia abordar los desafíos en el desarrollo de un protocolo eficiente y conciso para la construcción de metalocenos sustituidos.

a Metalocenos representativos y sus derivados. b Estrategias generales para la síntesis de metalocenos sustituidos y sus derivados. c Retos de regioselectividad en la funcionalización deshidrogenativa directa de metalocenos asimétricos. d Este trabajo: Fosforilación C−H regioselectiva impulsada electroquímicamente de metalocenos del grupo 8.

En comparación con el complejo de bisciclopentadienilo, la funcionalización C-H directa de los metalocenos de indenilo plantea un desafío adicional en el control regio. Con seis enlaces C-H sp2 similares en el resto indenilo, el metaloceno de indenilo 4-sustituido es un sustrato asimétrico representativo para la funcionalización C-H (Fig. 1c). Teóricamente, se esperaría que se formaran seis posibles regioisómeros. Proponemos desarrollar un sistema para controlar la regioselectividad a través de la diferenciación selectiva de sitio de los seis enlaces sp2 C−H similares. Basado en el principio de conservación de la masa, esta funcionalización directa de C−H generará un equivalente molar de hidrógeno gaseoso o un subproducto asociado. Por lo general, se requiere un oxidante externo como eliminador de hidrógeno. Mientras tanto, la síntesis electroquímica39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51 es un método poderoso para facilitar las reacciones de acoplamiento cruzado oxidativo52,53,54,55,56,57, 58 en condiciones libres de oxidantes externos por oxidación anódica. En especial, la fosforilación electroquímica59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70 ha surgido como un enfoque complementario a los métodos convencionales para formar enlaces C-P.

Aquí, informamos una fosforilación C-H regioselectiva eficiente de los metalocenos del grupo 8 (Fig. 1d). Este protocolo de acoplamiento cruzado oxidativo presenta una amplia gama de sustratos y condiciones suaves al tiempo que evita el uso de grupos directores y oxidantes externos.

Inicialmente, en condiciones de electrólisis, se seleccionaron benzoferroceno 1a y óxido de difenilfosfina 2a como sustratos modelo para optimizar la reacción. La reacción se llevó a cabo bajo corriente constante en una celda no dividida equipada con un ánodo de carbono vítreo reticulado (RVC) y un cátodo de placa de platino (Tabla 1). Utilizando nBu4NOAc como electrolito, se obtuvo el producto monofosforilado 3a con alta regioselectividad y un rendimiento del 73 % en MeOH (entrada 1). Es notable que se obtuvieron pequeñas cantidades de productos sobrefosforilados (4a, 5a y 6a). No se produjo ninguna reacción deseada en ausencia de corriente (entrada 2). Se encontró que otros materiales de electrodos, incluidos el Pt y el ánodo de grafito, eran menos efectivos en términos de reactividad (entradas 3 y 4). El uso de un electrolito alternativo, como nBu4NBF4 o LiClO4•3H2O redujo la eficiencia de la reacción (entradas 5 y 6). El aumento de la corriente a 3,0 o 5,0 mA tuvo un efecto negativo sobre las selectividades y favoreció la formación de productos bifosforilados 4a–6a (entradas 7 y 8). Por otro lado, realizar la electrólisis sin Et3N resultó en un menor rendimiento (entrada 9). Otros aditivos básicos como NaOAc y K3PO4 no dieron mejores resultados (entradas 10 y 11). También se examinaron disolventes como TFE (trifluoroetanol), DCE (1,2-dicloroetano) y MeCN, pero se obtuvieron rendimientos más bajos (entradas 12 a 14). En particular, la reacción electroquímica también podría realizarse a TA (temperatura ambiente), aunque con una ligera disminución en el rendimiento (entrada 15). Y el uso de oxidantes estequiométricos (p. ej., AgF, MnO2 y DDQ (1,2-Dicloro-4,5-Dicianobenzoquinona), etc.) para esta fosforilación dio bajos rendimientos (consulte la Tabla complementaria 1 en Información de apoyo).

Habiendo identificado las condiciones optimizadas, luego evaluamos la fosforilación de diferentes benzoferrocenos con óxido de difenilfosfina 2a (Fig. 2a). La presencia de un grupo Br, Me o Ph en la posición α del anillo de arilo de las 1-metilbenzoferrocencias fue bien tolerada para producir productos fosforilados con rendimientos decentes (3a–3c). Cabe señalar que incluso cuando Cp (ciclopentadienilo) o los anillos de fenilo en los sustratos de benzoferroceno estaban desnudos, la fosforilación todavía se producía en la posición α del anillo de fenilo (3d–3f). Algunos de los rendimientos relativamente bajos (3d y 3e) se debieron a la baja conversión o descomposición de los sustratos más que a problemas regioselectivos. Estos resultados sugieren que el átomo de Br en el sustrato modelo 1a no actúa como grupo activador o director en este protocolo. Debido a su deficiencia de electrones, el sustrato aza-benzoferroceno no fue aplicable en este caso (3g).

a Alcance de los benzoferrocenos para la fosforilación de C4. b Alcance de los óxidos de fosfina para la fosforilación C4 de benzoferrocenos. c Alcance de los óxidos de fosfina para la fosforilación C5 de benzoferrocenos. aReacción con 2,5 mA, 6 h (2,8 F/mol). bReacción con 3,0 mA, 10 h (5,6 F/mol). Brsm se refiere al rendimiento basado en el material de partida recuperado.

Posteriormente, dirigimos nuestra atención a la investigación del alcance de los óxidos de fosfina con benzoferrocenos sustituidos con Br, que era bueno para una mayor derivatización. Como se muestra en la Fig. 2b, los óxidos de fosfina que contienen grupos donadores o atractores de electrones, como -Me, -tBu, -Ph, -OCF3, -Cl y -F, en la posición para de los componentes arílicos, todos resultó en buenos rendimientos (3h–3m). Del mismo modo, los sustratos con sustituyentes en la posición meta de los componentes arílicos también exhibieron buenas reactividades y entregaron los productos correspondientes con rendimientos del 60 al 75 % (3n a 3q). Afortunadamente, la reacción también demostró una buena tolerancia para el óxido de fosfina que lleva un grupo 2-tiofenilo heterocíclico (3r) que suele ser problemático bajo la catálisis de metales de transición. Para nuestra sorpresa, las reacciones deseadas también funcionaron cuando los benzoferrocenos con las posiciones α de los componentes de arilo bloqueadas se sometieron a las condiciones estándar (Fig. 2c, 3s-3w). Se pudo observar menos del 10% de los correspondientes productos 2-fosforilados para estos sustratos. Mientras tanto, las sobrefosforilaciones y la descomposición de los sustratos dieron como resultado rendimientos relativamente bajos (3s-3w). La regioselectividad y las estructuras moleculares de 3q y 3v' se determinaron sin ambigüedades mediante análisis de difracción de rayos X monocristalinos.

Además, el protocolo electroquímico actual también era adecuado para la fosforilación de sustratos de ferroceno simples (Fig. 3a). Los sustratos que tenían grupos donantes o atractores de electrones en los anillos de fenilo de los óxidos de fosfina fueron tolerados y dieron los productos fosforilados con rendimientos del 48 al 75 % (8a a 8 g). El óxido de 1-nafilfosfina también era aplicable a la condición estándar (8h), mientras que someter los óxidos de 2-tiofenilfosfina a la reacción solo podía generar el producto deseado con un rendimiento del 38 % (8i). Para el sustrato 1,1'-dibencilferroceno, los productos de o-fosforilación y m-fosforilación se aislaron respectivamente en una proporción de 1:2,8. A continuación, se probaron el pentametilferroceno y sus análogos con varios óxidos de fosfina (Fig. 3b). Estas reacciones se desarrollaron con éxito y todas ocurrieron en los anillos Cp desnudos, lo que generó productos con rendimientos del 36 al 74 % (8k–8y). Desafortunadamente, la fosforilación del rutenoceno fracasó inicialmente debido a su baja solubilidad en MeOH. Para superar este inconveniente, se eligió DCE como solvente y LiClO4•3H2O como electrolito en este caso. Bajo la condición modificada, el rutenoceno reaccionó suavemente con una serie de óxidos de fosfina y entregó productos con rendimientos decentes (10a–10g), lo que destaca aún más la generalidad de la estrategia actual. La estructura del óxido de ruthenocenyl fosfina 10e también se confirmó mediante análisis de difracción de rayos X de monocristal.

una fosforilación C−H de ferrocenos (Condición A). b Fosforilación de C−H de ferrocenos pentasustituidos (Condición A). c Fosforilación C−H de rutenocenos (Condición B). aReacción con 2,0 mA, 12 h (4,5 F/mol). bReacción con 2,5 mA, 12 h (5,6 F/mol). cReacción con 4,0 mA, 12 h (9,0 F/mol). dRegioselectividad o:m = 1:2,8. eReacción con 6,0 mA, 10 h (11,2 F/mol).

Para probar el mecanismo de esta fosforilación de metalocenos C-H habilitada electroquímicamente, se han realizado investigaciones mecánicas preliminares (Fig. 4). La adición de eliminadores de radicales TEMPO (2,2,6,6-tetrametilpiperidinoxi) a la mezcla de reacción casi suprimió la reactividad (Fig. 4a, entrada 2 frente a 1). Utilizando BHT (hidroxitolueno butilado) y 1,2-difeniletileno como eliminador de radicales, los productos fosforilados 12a y 12b se aislaron con un rendimiento del 25 y el 18% respectivamente (entradas 3 y 4)71. Además, reacción de reloj radical con 2 equiv. de (1-ciclopropilvinil)benceno (11c) condujo al producto de anillo abierto 12c (entrada 5)72. Los experimentos anteriores sugieren fuertemente que una especie de radical fosfinilo está involucrada en esta reacción.

Experimentos de inhibición radical y captura. b Experimentos de control de ferrocenio. c Estudios cinéticos. d Fosforilación catalítica C-H de naftaleno facilitada por ferroceno. e Voltamogramas cíclicos (CV).

Para obtener información sobre este proceso electroquímico, se llevaron a cabo experimentos de control de ferrocenio (Fig. 4b). Realizar la electrólisis reemplazando el ferroceno con ferrocenio 13a en las condiciones estándar dio un rendimiento del 50 % de 8a acompañado de 7a (entrada 1). En particular, se podría obtener un rendimiento del 18% de 8a sin electricidad. También se observó un fenómeno similar en los experimentos de control con 7d (entradas 3 y 4). Curiosamente, todavía se obtuvo cierta cantidad de producto de fosforilación 8r en ausencia de electricidad. Estos resultados sugieren que esta fosforilación puede ocurrir a través de las especies de ferrocenio. Los estudios cinéticos sobre el acoplamiento de 7a con 2a mostraron que el producto de fosforilación 8a se generó continuamente en las primeras 4h (Fig. 4c).

Sorprendentemente, se observó una pequeña cantidad de 16 cuando se realizaron los estudios cinéticos de fosforilación de 7a utilizando naftaleno como estándar interno (Fig. 4c, d). Solo se pudo obtener naftaleno fosforilado al 2% sin 7a en condiciones estándar (Fig. 4d, entrada 1). La adición de una cantidad catalítica de ferroceno 7a o ferrocenio 13a ayudó a la formación de 16 (entradas 2 y 3). A través de una optimización aproximada con ferroceno como catalizador redox, el rendimiento de 16 se mejoró al 54% (entradas 4 y 5). Por lo tanto, los experimentos anteriores sugirieron que el ferroceno podría actuar como un catalizador redox en la fosforilación.

A continuación, se realizaron voltamogramas cíclicos (CV) de 7a en diferentes condiciones para obtener información mecanicista (Fig. 4e). El potencial de oxidación del ferroceno 7a fue de 0,44 V (curva I). Aunque el compuesto 2a no mostró un pico aparente de 0 a 1,6 V (Fig. 1 complementaria, curva V, Información de apoyo)50, 63, 69, 2a mostró un potencial oxidativo a 1,25 V en presencia de la base NaOMe (Fig. 1 complementaria , curva VI, Información de apoyo). No se observó ningún cambio significativo en los CV de 7a en presencia de 2a (curva II) y la adición de Et3N tampoco tuvo un cambio notable (curva III). Sin embargo, se pudo observar una corriente catalítica cuando se mezcló 7a con 2a y NaOMe (curva IV)39. Una comparación de las curvas IV y VI (Fig. S1), el voltamograma de la base conjugada de 2a, sugirió que el aumento actual de la curva IV no resultó de la oxidación del anión óxido de fosfina. Los resultados anteriores sugieren que la adición de NaOMe facilita la oxidación de 2a con ferrocenio. En particular, se supone que MeO− se genera en el cátodo a través de la reducción de MeOH. Según los CV de los sustratos y productos de metaloceno, los potenciales de oxidación observados podrían explicar la diferencia de reactividad entre metalocenos ricos en electrones y deficientes en electrones (Fig. 4e).

Con base en los resultados experimentales anteriores y el precedente de la literatura, en la Fig. 5 se muestra un mecanismo propuesto. El proceso electrolítico comienza con la oxidación anódica de 7a que produce el ion ferrocenio B. Mientras tanto, la adición de Et3N facilita la desprotonación de 2 para la formación de anión A. Una primera transferencia de un solo electrón (SET) entre el anión A y el ion ferrocenio B genera el radical fosfinilo C y el ferroceno 7a. Posteriormente, el radical fosfinilo C formado in situ se suma al ferroceno 7a para producir la especie radical D. Un segundo SET entre el radical D y el ion ferrocenio B proporciona el producto de fosforilación deseado 8 y regenera el ferroceno 7a para el siguiente ciclo. El hidrógeno se libera en el cátodo. Por lo tanto, no se requiere un oxidante externo en esta fosforilación deshidrogenativa cruzada.

a Mecanismo propuesto. b Interpretación de regioselectividad.

Para interpretar la inesperada alta regioselectividad en la fosforilación de benzoferrocenos 1, las propiedades estructurales de 1e y 1h se muestran en la Fig. 5b. Algunas longitudes de enlace importantes se dan de acuerdo con el análisis de difracción de rayos X de un solo cristal. Para estos sustratos, las longitudes de enlace de C(5)=C(6) y C(7)=C(8) están entre 1,35 y 1,37 Å, que son más cortas que las del benceno (1,39 Å). Las longitudes de los enlaces para el resto de los enlaces C−C en el motivo de indenilo son ~1,42 Å. Estos resultados sugieren que la mayor densidad de electrones se encuentra alrededor de C(5)=C(6) y C(7)=C(8) y los hace más nucleofílicos. Tomando 1a como ejemplo para la interpretación de la regioselectividad, se espera que las cuatro especies de radicales D más probables (D1–D4 de 1a) se formen a través de la reacción del radical fosfinilo C con el benzoferroceno 1a. Según la distribución de la densidad de electrones en el motivo indenilo, D1-1a es la especie menos favorecida para generar. Debido al impedimento estérico del átomo de bromo, no se prefiere la formación de D4-1a. La capacidad más fuerte de estabilizar las especies de radicales alílicos hace que D2-1a se produzca preferentemente sobre D3-1a. La distribución de la densidad de electrones en el motivo indenilo también da como resultado la formación de 6a como el principal producto secundario bifosforilado.

Finalmente, se llevaron a cabo preparaciones en escala de gramos de 8a (1,02 g) y 3a (1,74 g) para demostrar la eficacia de este protocolo (Fig. 6a, b). Se realizaron más elaboraciones sintéticas de estos materiales para mostrar la utilidad sintética. Por ejemplo, se podría sintetizar un oxidante fuerte de un solo electrón 17 mediante la oxidación de 8a con BQ (1,4-benzoquinona) en presencia de HPF673. Mientras tanto, la fosfina 18 basada en ferroceno podría prepararse mediante la reducción de 8a con HSiCl3. A través de una activación selectiva de sp2 C-H, el producto de aminación 19 se produjo bajo catálisis Ir74. Además, el óxido de ferrocenilfosfina 20 1,1′-disustituido podría obtenerse con alta regioselectividad mediante la acilación de Friedel-Crafts de 8a. La reducción adicional de 20 con LiAlH4 produjo el alcohol 21. Para la reducción de 3a, se aisló el producto de fosfina 22 con un átomo de bromo intacto. Además, 3b podría obtenerse a través de la reacción de acoplamiento de Kumuda catalizada por Ni. Curiosamente, con nBu4NPF6 como electrolito, se produjo una eterificación sp3 C-H selectiva de 3a de manera eficiente en MeOH para entregar el producto 2375. Además, se puede instalar otro resto fosfinilo diferente en los benzoferrocenos para obtener 24 altamente funcionalizado, que de otro modo sería un desafío sintetizar a través de medios tradicionales.

a Preparación a escala y transformación sintética de 8a. b Preparación a escala y transformación sintética de 3a.

En este trabajo, hemos desarrollado un acoplamiento cruzado regioselectivo impulsado electroquímicamente de metalocenos del grupo 8 con óxidos de fosfina. Sin grupos directores preinstalados ni reactivo de alquil litio pirofórico, se puede acceder fácilmente a más de 60 ejemplos de (benzo) ferrocenos y rutenoceno fosforilados a través de esta fosforilación C−H deshidrogenativa intermolecular. Los estudios mecanicistas sugieren que el enlace C-P deseado se construye a través de una sustitución radical entre el radical fosforilo y el metaloceno. Mientras tanto, el metaloceno actúa como un reactivo de transferencia de un solo electrón para la generación y extinción de radicales. La alta regioselectividad para la fosforilación de C−H de los benzoferrocenos es una consecuencia de la distribución desigual de la densidad de electrones en el motivo indenilo.

(Método A): En un matraz de tres bocas no dividido secado al horno equipado con una barra agitadora, ferrocenos o benzoferrocenos (0,20 mmol), óxido de difenilfosfina (0,40 mmol), Et3N (0,40 mmol), nBu4NOAc (0,20 mmol) y Se combinaron MeOH (4 ml). El matraz estaba equipado con RVC (100 PPI, 15 mm × 10 mm × 5 mm) como ánodo y placa de platino (10 mm × 10 mm × 0,3 mm) como cátodo bajo una atmósfera inerte en una guantera de nitrógeno. El matraz se tapó con un tabique. La mezcla de reacción se agitó y electrolizó a una corriente constante de 2,0–4,0 mA a 50 oC durante 6–12 h. Una vez completada la reacción, el crudo de reacción se lavó con agua y el producto se extrajo con diclorometano (10 x 3 ml). Las capas orgánicas se combinaron, se secaron sobre Na2SO4 y se concentraron. El producto puro se obtuvo después de una cromatografía en columna ultrarrápida sobre gel de sílice (petróleo: acetato de etilo = 1:1–4:1).

(Método B): En un matraz de tres bocas no dividido secado al horno equipado con una barra agitadora, rutenocenos (0,20 mmol), óxido de difenilfosfina (0,40 mmol), Et3N (0,40 mmol), LiClO4•3H2O (0,30 mmol) y Se combinaron DCE (4 ml). El matraz también estaba equipado con RVC (100 PPI, 15 mm × 10 mm × 5 mm) como ánodo y placa de platino (10 mm × 10 mm × 0,3 mm) como cátodo en atmósfera inerte en una guantera de nitrógeno. El matraz se tapó con un tabique. La mezcla de reacción se agitó y electrolizó a una corriente constante de 6,0 mA a 50 oC durante 10 h. Una vez completada la reacción, el crudo de reacción se lavó con agua y el producto se extrajo con diclorometano (10 ml x 3). Las capas orgánicas se combinaron, se secaron sobre Na2SO4 y se concentraron. El producto puro se obtuvo después de una cromatografía ultrarrápida en columna sobre gel de sílice (petróleo: acetato de etilo = 1:1).

Los datos cristalográficos de rayos X para los compuestos 1e, 1h, 3q, 3v', 8a, 8i, 10e y 24 se depositaron en el Centro de datos cristalográficos de Cambridge (CCDC), con el número de depósito CCDC 2128111, CCDC 2124314, CCDC 2112016, CCDC 2124274, CCDC 21122023, CCDC 2112026, CCDC 2112018 y CCDC 2124271, respectivamente [www.ccdc.cam.ac.uk/data_request/cif]. Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio, incluidos los detalles experimentales y la caracterización de compuestos, están disponibles en el manuscrito y sus archivos de información complementaria. Todos los datos están disponibles del autor correspondiente a pedido.

Kealy, TJ & Pauson, PL Un nuevo tipo de compuesto orgánico de hierro. Naturaleza 168, 1039–1040 (1951).

Artículo ADS CAS Google Académico

Eiland, PF y Pepinsky, R. Examen de rayos X del bisciclopentadienilo de hierro. Mermelada. química Soc. 74, 4971–4971 (1952).

Artículo CAS Google Académico

Miller, SA, Tebboth, JA y Tremaine, JF Dicyclopentadienyliron. J. Chem. Soc. 632–635 (1952).

Dunitz, JD & Orgel, LE Bis-ciclopentadienil hierro: un sándwich molecular. Naturaleza 171, 121-122 (1953).

Artículo ADS CAS Google Académico

Dunitz, JD, Orgel, LE & Rich, A. La estructura cristalina del ferroceno. Acta Crystallogr. 9, 373–375 (1956).

Artículo CAS Google Académico

Takahashi, S. & Anzai, J.-i Progreso reciente en nanopartículas y películas delgadas modificadas con ferroceno para biosensores. Materiales 6, 5742–5762 (2013).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pietschnig, R. Polímeros con ferrocenos colgantes. química Soc. Rev. 45, 5216–5231 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Braga, SS & Silva, AMS Una nueva era para el hierro: ferrocenos antitumorales. Organometálicos 32, 5626–5639 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Sansook, S., Hassell-Hart, S., Ocasio, C. & Spencer, J. Ferrocenos en química médica; una perspectiva personal. J. Organomet. química 905, 121017 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Togni, A. & Halterman, RL Metalocenos: Síntesis, Reactividad, Aplicaciones (Wiley, 1998).

Fu, GC Catálisis nucleófila enantioselectiva con heterociclos "planar-quirales". Cuenta química Res. 33, 412–420 (2000).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Dai, LX, Tu, T., You, SL, Deng, WP & Hou, XL Catálisis asimétrica con ligandos quirales de ferroceno. Cuenta química Res. 36, 659–667 (2003).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Fu, GC Catálisis asimétrica con derivados "planar-quirales" de 4-(dimetilamino)piridina. Cuenta química Res. 37, 542–547 (2004).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Siemeling, U. & Auch, TC Ferrocenos funcionalizados con 1,1'-di(heteroátomo) como ligandos quelantes [N,N], [O,O] y [S,S] en la química de metales de transición. química Soc. Rev. 34, 584–594 (2005).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Stepnicka, P. Ferrocenes: ligandos, materiales y biomoléculas (Wiley, 2008).

Togni, A. & Hayashi, T. Ferrocenes: Catálisis Homogénea, Síntesis Orgánica, Ciencia de Materiales (Wiley, 2008).

Dai, LX & Hou, XL Ferrocenos quirales en catálisis asimétrica: síntesis y aplicaciones (Wiley, 2010).

Schaarschmidt, D. & Lang, H. Síntesis selectiva de ferrocenos planar-quirales. Organometálicos 32, 5668–5704 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, W., Butt, N. y Liu, D. El diseño y la síntesis de ligandos quirales planos y su aplicación a la catálisis asimétrica. Synlett 25, 615–630 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Gao, DW, Gu, Q., Zheng, C. & You, SL Síntesis de ferrocenos quirales planos a través de la funcionalización directa del enlace C-H catalizada por metales de transición. Cuenta química Res. 50, 351–365 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ruble, JC & Fu, GC Complejos π quirales de heterociclos con metales de transición: una nueva familia versátil de catalizadores nucleofílicos. J. Org. química 61, 7230–7231 (1996).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Kataoka, N., Shelby, Q., Stambuli, JP y Hartwig, JF Ferrocenildialquilfosfinas estéricamente impedidas, estables al aire, para acoplamientos cruzados formadores de enlaces C-C, C-N y C-O catalizados con paladio. J. Org. química 67, 5553–5566 (2002).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Thimmaiah, M., Luck, RL y Fang, S. Nuevos ligandos quirales de benzoferrocenilo: síntesis y evaluación de su idoneidad para la catálisis asimétrica. J. Organomet. química 692, 1956–1962 (2007).

Artículo CAS Google Académico

Battelle, LF, Bau, R., Gokel, GW, Oyakawa, RT & Ugi, IK Síntesis estereoselectiva. VIII. configuración absoluta de un derivado de ferroceno disustituido en 1,2 con elementos planos y centrales de quiralidad y mecanismo de metalaciones estereoselectivas de alfa-ferrocenil aminas terciarias ópticamente activas. Mermelada. química Soc. 95, 482–486 (1973).

Artículo CAS Google Académico

Rebiere, F., Riant, O., Ricard, L. & Kagan, HB Síntesis asimétrica y orto-litiación altamente diastereoselectiva de sulfóxidos de ferrocenilo: aplicación a la síntesis de derivados de ferrocenilo con quiralidad plana. Angew. química En t. ed. 32, 568–570 (1993).

Artículo Google Académico

Enders, D., Peters, R., Lochtman, R. y Raabe, G. Síntesis asimétrica de nuevos ligandos de ferrocenilo con quiralidad plana y central. Angew. química En t. ed. 38, 2421-2423 (1999).

3.0.CO;2-R" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291521-3773%2819990816%2938%3A16%3C2421%3A%3AAID-ANIE2421%3E3.0.CO%3B2-R" aria-label="Article reference 26" data-doi="10.1002/(SICI)1521-3773(19990816)38:163.0.CO;2-R">Artículo CAS Google Académico

Bolm, C., Kesselgruber, M., Muniz, K. y Raabe, G. Síntesis diastereoselectiva de ferrocenil sulfoximinas con quiralidad plana y central. Organometálicos 19, 1648–1651 (2000).

Artículo CAS Google Académico

Gao, DW, Shi, YC, Gu, Q., Zhao, ZL & You, SL Síntesis enantioselectiva de ferrocenos quirales planos mediante acoplamiento directo catalizado por paladio con ácidos arilborónicos. Mermelada. química Soc. 135, 86–89 (2013).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Pi, C. et al. Redox de la reacción de Heck deshidrogenativa asimétrica controlada por ferroceno a través de la activación del enlace C-H dual catalizada por paladio. química ciencia 4, 2675–2679 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Deng, RX et al. Reacción de funcionalización / ciclación de C-H intramolecular catalizada por paladio asimétrica de metalocenos: un enfoque eficiente hacia la síntesis de compuestos de metaloceno quirales planares. Mermelada. química Soc. 136, 4472–4475 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Shibata, T. & Shizuno, T. Alquilación C-H enantioselectiva catalizada por iridio de ferrocenos con alquenos usando ligandos de dieno quirales. Angew. química En t. ed. 53, 5410–5413 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, QW, An, K., Liu, LC, Yue, Y. & He, W. Sililación C-H intramolecular enantioselectiva catalizada por rodio para la síntesis de siloles de metaloceno planar-quirales. Angew. química En t. ed. 54, 6918–6921 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Zhu, D.-Y., Chen, P. y Xia, J.-B. Síntesis de ferrocenos quirales planos mediante activación C-H enantioselectiva catalizada por metales de transición. ChemCatChem 8, 68–73 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Cai, ZJ, Liu, CX, Gu, Q., Zheng, C. & You, SL Reacción de acoplamiento cruzado C-H/C-H oxidativa regio- y enantioselectiva catalizada por Pd-II entre ferrocenos y azoles. Angew. química En t. ed. 58, 2149–2153 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Chen, H., Wang, YX, Luan, YX & Ye, MC Anulación C-H doble enantioselectiva de formamidas y alquinos sin grupos quelantes incorporados. Angew. química En t. ed. 59, 9428–9432 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Liu, C.-X., Gu, Q. y You, S.-L. Funcionalización asimétrica de enlaces C-H de ferrocenos: nuevas oportunidades y desafíos. Tendencias químicas. 2, 737–749 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Liu, L., Song, H., Liu, YH, Wu, LS & Shi, BF Achiral (CpIr)-Ir-x(III)/amidación C-H enantioselectiva catalizada por ácido carboxílico quiral de ferrocenos en condiciones suaves. Catálogo Acs. 10, 7117–7122 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Lou, SJ, Zhuo, QD, Nishiura, M., Luo, G. & Hou, ZM Alquenilación C-H enantioselectiva de ferrocenos con alquinos mediante catalizador de escandio de medio sándwich. Mermelada. química Soc. 143, 2470–2476 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Zhu, L. et al. Generación electrocatalítica de radicales amidilo para la hidroamidación de olefinas: Uso de efectos solventes para permitir la oxidación de anilidas. Angew. química En t. ed. 55, 2226–2229 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Yan, M., Kawamata, Y. & Baran, PS Métodos electroquímicos orgánicos sintéticos desde 2000: al borde de un renacimiento. química Rev. 117, 13230–13319 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang, S., Liu, Y. y Lei, A. Acoplamiento cruzado oxidativo electroquímico con evolución de hidrógeno: una forma ecológica y sostenible para la formación de enlaces. Química 4, 27–45 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Yang, Q.-L., Fang, P. y Mei, T.-S. Avances recientes en la funcionalización electroquímica orgánica C-H. Mentón. J. Chem. 36, 338–352 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Wang, H., Gao, X., Lv, Z., Abdelilah, T. y Lei, A. Avances recientes en el acoplamiento cruzado oxidativo R1–H/R2–H con evolución de hidrógeno a través de foto/electroquímica. química Rev. 119, 6769–6787 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Xiong, P. & Xu, HC Química con radicales centrados en N generados electroquímicamente. Cuenta química Res. 52, 3339–3350 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Yuan, Y. & Lei, A. Reacciones de acoplamiento cruzado oxidativo electroquímico con evolución de hidrógeno. Cuenta química Res. 52, 3309–3324 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Yuan, Y. et al. Fosfonilación C-H oxidativa electroquímica libre de oxidantes exógenos con evolución de hidrógeno. química común 55, 4230–4233 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Chang, X., Zhang, Q. & Guo, C. Transformaciones electroquímicas asimétricas. Angew. química En t. ed. 59, 12612–12622 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Jiao, KJ, Xing, YK, Yang, QL, Qiu, H. & Mei, TS Funcionalización C-H selectiva del sitio mediante el uso sinérgico de electroquímica y catálisis de metales de transición. Cuenta química Res. 53, 300–310 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Meyer, TH, Choi, I., Tian, C. y Ackermann, L. Impulsando el futuro: ¿cómo puede la electroquímica marcar la diferencia en la síntesis orgánica? química ciencia 6, 2484–2496 (2020).

CAS Google Académico

Kurimoto , Y. , Yamashita , J. , Mitsudo , K. , Sato , E. & Suga , S. Electrosíntesis de fosfaciclos a través de la formación de enlaces C-P deshidrogenativos usando DABCO como mediador . org. Letón. Rev. 23, 3120–3124 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Zhu, C., Ang, NWJ, Meyer, TH, Qiu, Y. & Ackermann, L. Electroquímica orgánica: síntesis molecular con potencial. Ciento ACS. ciencia 7, 415–431 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhao, Y. et al. Acoplamiento cruzado oxidativo a través de doble transmetalación: Sorprendentemente alta selectividad para el acoplamiento cruzado catalizado por paladio de alquilzinc y alquinilestannanos. Mermelada. química Soc. 128, 15048–15049 (2006).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Li, CJ Acoplamiento deshidrogenativo cruzado (CDC): exploración de formaciones de enlaces CC más allá de las transformaciones de grupos funcionales. Cuenta química Res. 42, 335–344 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Chen, M., Zheng, XL, Li, WQ, He, J. y Lei, AW Reacciones de acoplamiento cruzado oxidativo aeróbico catalizadas por paladio de alquinos terminales con reactivos de alquilzinc. Mermelada. química Soc. 132, 4101–4103 (2010).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Le Bras, J. & Muzart, J. Reacciones diabólicas deshidrogenativas intermoleculares. química Rev. 111, 1170–1214 (2011).

Artículo PubMed CAS Google Académico

Liu, C., Zhang, H., Shi, W. y Lei, A. Formaciones de enlaces entre dos nucleófilos: reacciones de acoplamiento cruzado oxidativo catalizadas por metales de transición. química Rev. 111, 1780–1824 (2011).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Yeung, CS & Dong, VM Acoplamiento cruzado deshidrogenativo catalítico: formación de enlaces carbono-carbono mediante la oxidación de dos enlaces carbono-hidrógeno. química Rev. 111, 1215–1292 (2011).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Yang, Y., Lan, J. & You, J. Reacciones de acoplamiento oxidativo CH/CH entre dos (hetero)arenos. química Rev. 117, 8787–8863 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Khrizanforov, M. et al. Síntesis en una etapa de FcP(O)(OC2H5)2 a partir de ferroceno y α-hidroxietilfosfonato. RSC Avanzado. 6, 42701–42707 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Yurko, EO, Gryaznova, TV, Kholin, KV, Khrizanforova, VV y Budnikova, YH Acoplamiento cruzado externo libre de oxidantes: fosfonación de CH aromática inducida electroquímicamente de azoles con dialquil-H-fosfonatos bajo catálisis de plata. Transcripción Dalton. 47, 190–196 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Khrizanforova, VV, Kholin, KV, Khrizanforov, MN, Kadirov, MK & Budnikova, YH La funcionalización electrooxidativa de CH/PH como una forma novedosa de sintetizar óxidos de benzo[b]fosfol mediada por cantidades catalíticas de acetato de plata. Química de Nueva Jersey. 42, 930–935 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Liu, Y., Yi, H. y Lei, A. Funcionalización de CH inducida por oxidación: una forma formal para la activación de CH. Mentón. J. Chem. 36, 692–697 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Fu, N. et al. Los nuevos ligandos de bisoxazolina permiten la cianofuncionalización electrocatalítica enantioselectiva de los vinilarenos. Mermelada. química Soc. 141, 14480–14485 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wu, ZJ et al. Fosforilación escalable de aril C-H catalizada por rodio (III) habilitada por eliminación reductora inducida por oxidación anódica. Angew. química En t. ed. 58, 16770–16774 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Deng, Y. et al. Fosforilación regioselectiva electroquímica de heterociclos que contienen nitrógeno y derivados relacionados. Adv. sintetizador Catal. 363, 464–469 (2021).

Artículo Google Académico

Sbei, N., Martins, GM, Shirinfar, B. y Ahmed, N. Fosforilación electroquímica de moléculas orgánicas. química rec. 20, 1530–1552 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Largo, H. et al. Fosforilación electroquímica C-H de arenos en flujo continuo adecuada para la funcionalización en etapa tardía. Nat. común 12, 6629 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lu, L., Li, H. y Lei, A. Reacciones de acoplamiento cruzado oxidativo entre dos nucleófilos. Mentón. J. Chem. 40, 256–266 (2021).

Artículo ADS CAS Google Académico

Wang, S., Xue, Q., Guan, Z., Ye, Y. & Lei, A. Acoplamiento cruzado C-H/P-H electrooxidativo no dirigido electrooxidativo catalizado por manganeso entre compuestos aromáticos y óxidos de difenilfosfina. Catálogo ACS. 11, 4295–4300 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Zhu, P.-W., Yang, Y.-T., Li, Y., Zhu, J. y Wu, L. Fosfonilación de CH oxidativa electroquímica de derivados de tiazol en condiciones ambientales. mol. Catal. 517, 112022 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Gou, XY y col. Fosforilación de CH catalizada por RuCl3 sin ligando inducida por luz visible en agua. química común 56, 4704–4707 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Lei, T. et al. Catálisis de cobaloxima para la fosforilación de enaminas con evolución de hidrógeno. org. Letón. 22, 5385–5389 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Khobragade, DA et al. Sales de ferrocenio con aceptor sustituido como oxidantes fuertes de un solo electrón: síntesis, electroquímica, investigaciones teóricas y aplicación sintética inicial. química EUR. J. 18, 12267–12277 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Gwon, D., Park, S. y Chang, S. Rol dual del aditivo de ácido carboxílico: estudios mecanísticos e implicación para la amidación asimétrica de C-H. Tetraedro 71, 4504–4511 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Xiong, P. et al. Electrooxidación selectiva de sitio de metilarenos a acetales aromáticos. Nat. común 11, 2706 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Descargar referencias

Agradecemos al Prof. Kevin GM Kou (UCR), al Prof. Hai-Chao Xu (Universidad de Xiamen) y al Prof. Zhi-Shi Ye (DUT) por sus útiles debates y revisiones del manuscrito. Se reconoce el apoyo financiero del Instituto de Física Química de Dalian (DICPI201902, Q.-AC), Talento Científico Joven Sobresaliente de Dalian (2020RJ05, Q.-AC) y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (22071239, Q.-AC) .

Instituto de Física Química de Dalian, Academia China de Ciencias, 457 Zhongshan Road, Dalian, 116023, China

Hao Zheng, Chang-Hui Liu, Shi-Yu Guo, Gu-Cheng He, Xiang-Ting Min, Bo-Chao Zhou, Ding-Wei Ji, Yan-Cheng Hu y Qing-An Chen

Universidad de la Academia China de Ciencias, Beijing, 100049, China

Hao Zheng, Chang-Hui Liu, Gu-Cheng He, Bo-Chao Zhou y Qing-An Chen

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

Q.-AC concibió y supervisó el proyecto. Q.-AC y HZ diseñaron los experimentos. HZ, C.-HL, S.-YG, G.-CH, X.-TM, D.-WJ e Y.-CH realizaron los experimentos y analizaron los datos. Todos los autores discutieron los resultados y comentaron el manuscrito.

Correspondencia a Qing-An Chen.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Nature Communications agradece a Yulia H. Budnikova ya los revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Zheng, H., Liu, CH., Guo, SY. et al. Fosforilación C-H regioselectiva impulsada electroquímicamente de metalocenos del grupo 8. Nat Comun 13, 3496 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-31178-7

Descargar cita

Recibido: 25 enero 2022

Aceptado: 01 junio 2022

Publicado: 17 junio 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-31178-7

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.