Lionel Magna, György Szalóki, Maryne Duval, Didier Bourissou, Helene Olivier-Bourbigou, Sonia Mallet-Ladeira, E. Daiann Sosa Carrizo, Abderrahmane Amgoune, Karinne Miqueu, Damien Delcroix, Charlie Blons, Laboratoire Hétérochimie Fondamentale et Appliquée (LHFA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), IFP Energies nouvelles (IFPEN), Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International audience; Upon reaction with copper(i), peri-halo naphthyl phosphines readily form peri-bridged naphthyl phosphonium salts. The reaction works with alkyl, aryl and amino substituents at phosphorus, with iodine, bromine and chlorine as a halogen. It proceeds under mild conditions and is quantitative, despite the strain associated with the resulting 4-membered ring structure and the naphthalene framework. The transformation is amenable to catalysis. Under optimized conditions, the peri-iodo naphthyl phosphine 1-I is converted into the corresponding peri-bridged naphthyl phosphonium salt 2b in only 5 minutes at room temperature using 1 mol% of CuI. Based on DFT calculations, the reaction is proposed to involve a Cu(i)/Cu(iii) cycle made of P-coordination, C-X oxidative addition and P-C reductive elimination. This copper-catalyzed route gives a general and efficient access to peri-bridged naphthyl phosphonium salts for the first time. Reactivity studies could thus be initiated and the possibility to insert gold into the strained P-C bond was demonstrated. It leads to (P,C)-cyclometallated gold(iii) complexes. According to experimental observations and DFT calculations, two mechanistic pathways are operating: (i) direct oxidative addition of the strained P-C bond to gold,(ii) backward-formation of the peri-halo naphthyl phosphine (by C-P oxidative addition to copper followed by C-X reductive elimination), copper to gold exchange and oxidative addition of the C-X bond to gold. Detailed analysis of the reaction profiles computed theoretically gives more insight into the influence of the nature of the solvent and halogen atom, and provides rationale for the very different behaviour of copper and gold in this chemistry.