Page 219 - 《精细化工》2020年 第10期

第 10 期 卢大顺，等: 二卤海因参与的(取代苯基)-(吡啶-2-基)-甲酮类化合物的卤化反应 ·2149·

2.3 控制实验及可能的反应机理 DCDMH 的氯代活性强。通过控制实验可知该反应
为了初步探究反应机理，进行了一系列控制实 为 C—H 活化卤代反应，并提出了一种可能的反应
验研究（见图 1）。以苯基-(吡啶-2-基)-甲酮为原料， 机理。
DBDMH 为溴代试剂，DCE 为反应溶剂，在无
参考文献：
Pd(OAc) 2 催化下该反应不发生，由此可推测 Pd(OAc) 2
[1] NARAYANAN R. Recent advances in noble metal nanocatalysts for
在该反应体系中起到了关键作用。随后以二苯甲酮 Suzuki and Heck cross-coupling reactions[J]. Molecules, 2010, 15(4):
为研究对象，在最佳条件下进行溴代反应，仍未得 2124-2138.
[2] AIHARA Y, CHATANI N. Nickel-catalyzed reaction of C—H bonds
到目标产物，吡啶环是一种常见的 C—H 活化导向 in amides with I 2: Ortho-iodination via the cleavage of C(sp )—H
2
基团 [30] 。因此，可推断反应过程中吡啶环上氮原子 bonds and oxidative cyclization to β-lactams via the cleavage of
3
与金属 Pd 进行了配位，吡啶基充当了导向基作用。 C(sp )—H bonds[J]. ACS Catalysis, 2016, 6(7): 4323-4329.
[3] WANG X C, HU Y, BONACORSI S, et al. Pd(Ⅱ)-catalyzed C—H
基于控制实验结果和金属 Pd 在 C—H 活化卤代反应 iodination using molecular I 2 as the sole oxidant[J]. Journal of the
中的文献报道 [28] ，提出了一种可能的反应机理（图 American Chemical Society, 2013, 135(28): 10326-10329.
[4] PENG Q J, HU J, HUO J Y, et al. Cp*Rh(Ⅲ) catalyzed ortho-
2）。首先反应底物在 Pd(OAc) 2 催化下，以吡啶基为 halogenation of N-nitrosoanilines by solvent-controlled regioselective
导向基发生 C—H 插入反应形成金属络合物 A，然 C — H functionalization[J]. Organic & Biomolecular Chemistry,
2018, 16(24): 4471-4481.
后 DBDMH 与钯催化剂作用，得到化合物 B，最后
[5] LI Z L, WU P Y, CAI C. Nickel-catalyzed regioselective C—H
经还原消除反应得到溴代产物。 halogenation of electron-deficient arenes[J]. New Journal of Chemistry,
2019, 43(8): 3462-3468.
[6] LIU Z, XU H, WANG G W. Palladium-catalyzed ortho-halogenations
2
of acetanilides with N-halosuccinimides via direct sp C—H bond
activation in ball mills[J]. Beilstein Journal of Organic Chemistry,
2018, 14: 430-435.
[7] LI Z L, SUN K K, CAI C. Cobalt(Ⅱ)-catalyzed regioselective C—H
halogenation of anilides[J]. Organic & Biomolecular Chemistry,
2018, 16(30): 5433-5440.
[8] QIU F C, YANG W C, CHANG Y Z, et al. Palladium-catalyzed
ortho-halogenation of tertiary benzamides[J]. Asian Journal of Organic

图 1 控制实验 Chemistry, 2017, 6(10): 1361-1364.
Fig. 1 Control experiments [9] HUANG C B (黄池宝), REN A X (任安祥). α-Bromination of 2,
5-dimethylterephthalonitrile and characterization of the products[J].
Fine Chemicals (精细化工), 2007, 24(3): 231-234.
[10] SANDEEP M, DUSHYANT P S, SRAVANI B, et al. Direct access to
halogenated fused imidazo[1,5-a]N-heteroaromatics through copper-
promoted double oxidative C—H amination and halogenation[J].
European Journal of Organic Chemistry, 2018, 23: 3036-3047.
[11] MANDAPATI U, PINAPATI S, TAMMINANA R, et al.
Isothiocyanate-directed ortho-selective halogenation of arenes via C—H
functionalization[J]. Catalysis Letters, 2018, 148(1): 418-423.
[12] ZHANG S, ULLAH A, YAMAMOTO Y, et al. Copper(Ⅱ)-catalyzed
and chelation-induced remote C—H halogenation of quinolines under
neutral conditions[J]. Chemistryselect, 2017, 2(12): 3414-3418.
[13] WENGRYNIUK S E. More than just acetates: PhI(OAc) 2 enables C—H
halogenation of arenes[J]. Chem, 2019, 5(2): 258-260.
[14] WAPPES E A, VANITCHA A, NAGIB D A. Beta C—H di-halogenation

via iterative hydrogen atom transfer[J]. Chemical Science, 2018,
图 2 可能的反应机理 9(19): 4500-4504.
Fig. 2 Proposed reaction mechanism [15] WANG Y, WANG Y, JIANG K, et al. Transition-metal-free oxidative
C 5 C—H-halogenation of 8-aminoquinoline amides using sodium
halides[J]. Organic & Biomolecular Chemistry, 2016, 14(43): 10180-
3 结论 10184.
[16] MOTATI D R, UREDI D, WATKINS E B. A general method for the
作者分别以高效、广谱、低残留的水体杀菌剂 metal-free, regioselective, remote C—H halogenation of 8-substituted
quinolines[J]. Chemical Science, 2018, 9(7): 1782-1788.
DBDMH 和 DCDMH 为溴源和氯源，通过相对便宜 [17] LIU X, ZHAO X, LIANG F S, et al. BuONa-mediated direct C—H
t
的醋酸钯催化的 C—H 活化卤化反应，实现了(取代 halogenation of electron-deficient (hetero)arenes[J]. Organic &
Biomolecular Chemistry, 2018, 16(6): 886-890.
苯基)-(吡啶-2-基)-甲酮化合物的邻位溴代和氯代。 [18] YAO B, SONG R J, LIU Y, et al. Palladium-catalyzed C—H oxidation
从底物普适性研究可知，该反应可对不同取代基的 of isoquinoline N-oxides: Selective alkylation with dialkyl sulfoxides
and halogenation with dihalo sulfoxides[J]. Advanced Synthesis &
苯基-(吡啶-2-基)-甲酮进行溴代或氯代，得到中等或
Catalysis, 2012, 354(10): 1890-1896.
良好的产率，同时发现，DBDMH 的溴代活性较 （下转第 2160 页）