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林国强/冯陈国课题组Angew: 利用C-C芳基/烯基环钯策略合成稠环类化合物

来源(澳门皇冠赌场网站加(ID:tryingchem))   2019-09-12
导读:近日,中国科学院上海有机所林国强研究员和上海中医药大学冯陈国课题组利用芳基/烯基环钯的双官能团化策略,通过两种芳基溴代物的串联环化反应成功地发展了一种合成稠环类化合物的新方法,该成果发表在近期的Angew. Chem. Int. Ed.(DOI:10.1002/anie.201910792)上。

发展高效的合成方法和提高方法的应用价值,是现代有机合成澳门皇冠赌场网站的目标之一。串联反应常常可以在一步反应中实现多个组分的官能团化,因此引起了澳门皇冠赌场网站家们的广泛关注。而C-C环钯物种作为一类重要的反应中间体也被频繁应用于各种有机转化中,但相关报道常见于C-C芳基/烷基环钯和C-C芳基/芳基环钯,有关C-C芳基/烯基环钯的工作则相对较少。

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

与此同时,稠环类化合物在天然产物澳门皇冠赌场网站,药物澳门皇冠赌场网站,材料澳门皇冠赌场网站等领域都扮演着非常重要的角色。因此,发展合成该类化合物的方法是十分必要和极具意义的。近日,中国科学院上海有机所林国强研究员和上海中医药大学冯陈国课题组利用芳基/烯基环钯的双官能团化策略,通过两种芳基溴代物的串联环化反应成功地发展了一种合成稠环类化合物的新方法。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

首先,作者以1a2a为模型底物,考察了配体,溶剂等对反应转化率和收率的影响(Table 1)。该反应在常见的双膦和单膦配体下均可顺利获得菲类产物3aa,但是也伴有副产物芴类化合物4和双分子聚合产物5。在随后的溶剂考察中,这两种副产物在L8为配体,dioxane为溶剂的体系中均可被有效地降低。另外,L1作为配体在该溶剂体系下,也可使反应获得理想的产率。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

在获得最佳的反应条件以后,作者对底物的普适性进行了考察。对于含有烯基的芳基溴代物1Scheme 2,具有不同电子/位阻效应取代基的溴代物均能获得满意的结果。将化合物1中芳环B替换为萘基,杂芳基,烷基和酯基时,反应也都能顺利发生。对于三取代的烯烃底物,该反应仍然兼容。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

在对芳基溴代物2的考察中(Scheme 3),一系列具有活性官能团的底物都可以很好地适用于该反应。而具有多反应位点的杂芳基溴代物2,更具有优秀的区域选择性,作者认为该选择性与不同反应位点C-H键的活性有关。这些新稠环化合物的结构也都经过了X-Ray的确定。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

为了体现该方法的合成价值(Scheme 4),作者也实现了该反应的克级规模放大和相关化合物的多种转化。值得注意的是,Merck公司报道的通过5步以13%的产率合成的具有OLED效应化合物11,利用该方法通过简单和商品化的原料仅需一步反应,便能以61%的产率得到。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

接下来,作者对反应的机理进行了研究。通过SAESI-MS (Scheme 5,顺利地在分步反应和反应液中均捕捉到了活性较高而难于分离的环钯中间体,通过高分辨质谱,二级碎片及同位素分布分析,证实了该中间体的存在。而同位素动力学实验则阐明了两个C-H断裂过程对反应速率的影响。基于此,作者提出了两种可能的催化循环,根据一系列实验结果认为循环II为主要的机制(Scheme 6)

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

小结:中国科学院上海有机所林国强研究员和上海中医药大学冯陈国课题组发展了一种模块化高效合成稠环类化合物的新方法。该方法具有优秀的区域选择性,广阔的底物应用范围及丰富的官能团兼容性。对于具有OLED特性化合物的合成,克级规模反应的实现以及产物的多种转化较好地体现了该方法的应用价值。另外,通过SAESI-MS分析,进一步地证明了该反应是通过C-C芳基/烯基环钯发生的。


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