镍催化芳基和苄基2-吡啶基醚的C-O键还原

酚类化合物廉价易得，可用作化学合成的原料，因此酚及其衍生物的C-O键催化活化和转化近年来得到极大的关注，尤其是作为亲电试剂用于偶联反应。这些芳基C-O键亲电试剂包括醚、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、碳酸酯、氨基甲酸酯等。最近，芳基2-吡啶基醚被证实也可以用于催化偶联，C_Ar-OPy键选择性切断可形成C-B或C-N键。该反应底物引起关注的一个重要原因是2-吡啶氧基是一种芳基C-H键官能化有效的导向基团，在导向C-H键官能化反应完成后，消除导向基或将其转化成其他官能团颇具吸引力。基于这一背景，中国科学技术大学的王中夏（点击查看介绍）课题组开展了芳基2-吡啶基醚催化还原的研究。

通过一系列的反应条件筛选，他们发现结合Ni(COD)₂和IPr作为催化剂，i-PrONa能够在温和的条件下将芳基2-吡啶基醚还原(图1)。该反应可选择性地切断C_Ar-OPy键，快速、底物适用范围广、可兼容多种官能团，包括PhO、BnO、MeO、Me₂N、F、PhCH=CH、MeC(O)NH、BocN(Me)、MeC(O)、PhC(O)、Et₂NC(O)、CN等。大多数情况下反应都能得到较高的产率，芳香烃取代基的电子效应对产率影响不大。邻位取代的芳基2-吡啶基醚能够顺利还原（2o-2u，图1)，证明该催化体系确实能用于芳基邻位C-H键官能化后的导向基转化。

图1. 底物的适用范围^a,b

该催化剂体系也适用于苄基2-吡啶基醚的还原，但需要更高的反应温度才能完成反应。

图2. 苄基2-吡啶基醚参与的反应^a,b

作者使用氘代异丙醇钠对联苯基2-吡啶基醚进行还原，结果得到4位93%氘代的联苯(图3)，证明还原反应的氢确实来源于异丙醇钠。他们分别使用i-PrONa和i-PrONa-D₇作为还原剂进行动力学同位素效应的研究，得到KIE = 1.40，表明β-H消除不是决速步骤。作者还发现，芳基3-吡啶基醚和芳基4-吡啶基醚在同样的条件下不能还原，推测O,N-螯合的镍中间体B形成促进了该催化反应(图4)。基于以往的工作和上述实验结果，他们得出如图4所示的催化循环。

图3. 使用i-PrONa-D₇作为还原剂参与的反应

图4. 可能的催化循环

相关成果发表在Chemical Communications 上，李靖博士是该论文的第一作者。该研究得到973计划和国家自然科学基金的大力支持。

该论文作者为：Jing Li, Zhong-Xia Wang

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Nickel-catalyzed C–O bond reduction of aryl and benzyl 2-pyridyl ethers

Chem. Commun., 2018, 54, 2138, DOI: 10.1039/C7CC09668B

导师介绍

王中夏

http://www.x-mol.com/university/faculty/14788