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开发复杂有机化合物的高效制备方法是合成化学家的不懈追求,这对于推动天然产物全合成、药物开发、材料科学以及化学工业等领域的发展都具有重要的作用。传统上,基于对反应底物和合成路线的精心设计,通过取代、加成、消除或重排等基元反应,可以实现官能团的逐步转化。与之相比,利用已有化合物的环状分子骨架,在交叉偶联反应过程中同时实现分子骨架重构和后修饰反应,则可以为复杂化合物的制备提供一个新的思路。近日,中科院大连化物所陈庆安研究员团队利用金属调控策略,解决了在环庚三烯氢胺化反应中的化学选择性问题,实现1,2-二氢喹啉化合物的精准合成。在反应机理的研究和启发下,还发展了以环烯酮为原料的酸催化反应新模式。
在最优条件下,作者首先对铑催化体系下反应底物的适用范围进行了考察。结果表明反应具有良好的底物适用性。对于卤素、氰基、酯基等官能团以及含氧、硫原子的杂环芳胺都具有较好的兼容性。 作者在条件筛选时发现,该反应在一些条件下会生成双分子芳胺反应的副产物(5)。随后,对照实验表明该副产物是目标产物(4)生成的前体。基于此,作者分析反应可能是经历了连续氢胺化反应、接着经过逆-Mannich开环以及随后的Povarov环化,实现碳环骨架结构重塑的过程。为了证明该反应机理,作者开展了一系列机理研究,通过一些关键中间体的验证,证明了该反应机理的合理性。 在反应机理的指导下,作者发现如果以环烯酮为反应原料,在盐酸的催化下就可以与芳胺发生类似反应。这一酸催化反应策略不仅一定程度上解决了环庚三烯底物受限的问题,还能应用于一系列含活泼官能团的芳胺类药物分子的后修饰中。 在该工作中,陈庆安研究员团队利用铑/酸协同催化体系,调控了环庚三烯的选择性氢胺化反应中的化学选择性,生成含并环结构的1,2-二氢喹啉化合物。在反应机理的指导下,该团队以环烯酮为反应原料,发展了盐酸催化的简洁方法。该研究发现为环状分子的骨架编辑与重排反应提供了新的思路。 论文信息 Skeleton-Reorganizing Coupling Reactions of Cycloheptatriene and Cycloalkenones with Amines Ding-Wei Ji, Yan-Cheng Hu, Xiang-Ting Min, Heng Liu, Wei-Song Zhang, Ying Li, Yongjin J. Zhou, Qing-An Chen Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202213074
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