圖 1 聯烯的雜芳基化反應及串聯的二雜芳基化環化反應
首先,作者以帶有導向基的吲哚1a和三取代聯烯酸酯2a為模板反應,對反應條件進行了篩選,可以看出,在10 mol%的Mn2(CO)10和40 mol%的醋酸鈉條件下,主要得到碳氫鍵活化產物3aa。當選用10 mol%的MnBr(CO)5作催化劑,在1,4-二氧六環中反應,能以95%的產率得到串聯反應產物4aa,催化劑載量降低到5 mol%,也能以89%的產率得到產物4aa。隨后,作者對底物進行了擴展,改變芳環或者聯烯結構,40幾個底物都取得了中等到優秀的產率,最高產率達到95%。在碳酸鉀作堿的條件下,4aa還可以脫羰開環,以優秀的產率得到相應的8aa,并由單晶確定了其結構。
圖 2 堿性條件下4aa的脫羰開環反應
最后,作者也根據實驗結果,提出了可能的反應機理,底物1a先和錳催化劑配位形成中間體A,導向基導向對吲哚2-位的碳氫鍵進行活化得到B,然后區域、立體選擇性地對聯烯進行遷移插入得到中間體D,如果質子化就得到3aa,另外,也可以發生Smiles重排,導向基從吲哚氮上遷移到側鏈碳上,隨后內酰胺化得到三環產物4aa。
圖 3 聯烯的雜芳基化反應及串聯的二雜芳基化環化反應機理
而在這篇ChemSusChem中,作者利用同樣的Mn(I)催化體系,并在AgOTf的協同催化下,發生串聯催化反應,即先發生碳氫鍵烯丙基化反應,然后發生Povarov環化進而實現了一鍋法四環6-5-6-6雜環體系的快速構建,20幾個底物也都取得了中等到良好的產率,文章鏈接DOI: 10.1002/cssc.201700452。
圖 4 一鍋法四環6-5-6-6雜環體系的快速構建
近期,他們課題組又在Org. Lett上發表文章,報道了在廉價的鈷催化劑作用下,氮新戊酰氧基保護的酰胺和炔胺的甲磺酰胺發生形式上的3+2反應,高效地構建了5-胺基噁唑環,該反應原料易得,條件溫和,產率優良,官能團兼容性良好,文章鏈接DOI:10.1021/acs.orglett.7b02959。
圖 5 形式上的3+2反應構建5-胺基噁唑環
首先,作者經過條件篩選,發現在Cp*Co(CO)I2 (2.5 mol%), NaOAc(5 mol %), 三氟乙醇TFE (2 mL)中25 °C反應2 h,能以88%的產率得到環化產物,在底物擴展中,近40個底物都取得了優良的產率。此外,該反應還可以實現克級規模的制備,在復雜的甾體類底物中也能以優秀的產率引入相應的噁唑環。
圖 6 形式上的3+2反應構建5-胺基噁唑環的反應機理
根據實驗結果,作者也提出了可能的反應機理如圖6所示,氮新戊酰氧基保護的酰胺底物1a在三價鈷和醋酸鈉作用下形成復合物A,炔胺的甲磺酰胺2a和A反應形成中間體B,然后發生6-exo-trig環化得到中間體C,隨后可能經過a, b, c三種路徑還原消除,得到5-胺基噁唑產物3aa。
王洪根教授、李清江副教授課題組一直致力于發展過渡金屬催化的串聯反應及串聯催化反應,并將其應用于相關雜環體系或者藥物活性分子的構建,并已取得多項創新研究成果,詳情請參考他們課題組主頁,也祝愿他們在雜環構建及相關化學中繼續報道新突破新進展。
王洪根教授主頁:http://sps.sysu.edu.cn/User/211..html
李清江副教授主頁:http://sps.sysu.edu.cn/User/188.html
聲明:化學加刊發或者轉載此文只是出于傳遞、分享更多信息之目的,并不意味認同其觀點或證實其描述。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益,請作者持權屬證明與本網聯系,我們將及時更正、刪除,謝謝。 電話:18676881059,郵箱:gongjian@huaxuejia.cn