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在过去的一个世纪里,共价药物已成功用于治疗多种疾病。他们基本上由两个主要部分组成:引导系统和反应基团或所谓的弹头(warhead)。作为共价药物的流行弹头之一,丙烯酰胺已广泛应用于依鲁替尼、奥希替尼、阿法替尼和阿达格拉西布等多种药物(Fig.1)。由于含氟化合物独特的物理和化学性质,将含氟片段引入丙烯酰胺部分可能会改进共价药物的生物活性。
Fig. 1 获得FDA批准上市的含丙烯酰胺的共价药物 钯催化的炔烃与各种亲核试剂(如醇、胺、芳基硼酸和炔烃)的全氟烷基化/羰基化串联反应已经取得了长足的发展(Fig. 2A)。与大多数取代炔烃不同,乙炔是一种年产量超过一百万吨的化学原料。但据我们所知,相关的乙炔羰基化反应尚未报道。德国莱布尼兹催化研究所Matthias Beller课题组长期致力于羰基化反应的应用,在前期乙炔气体的氢酰胺化研究工作基础上,该课题组实现了钯催化乙炔的四组分羰基化反应,实现了β-全氟烷基丙烯酰胺的高效合成(Fig. 2B)。 Fig. 2 钯催化(取代)乙炔的全氟烷基羰基化反应。 在考察底物适用范围前,该课题组进行了相应的控制实验。首先,在没有乙炔参与反应的情况下,没有观察到相应酰胺化合物的形成,可能是由于全氟烷基自由基和一氧化碳之间的极性不匹配所致(Fig. 3A)。同样地,没有一氧化碳参与反应时,乙炔、1a 和 2a 之间也没有发生反应,这表明没有一氧化碳时还原消除反应就不会发生(Fig. 3B)。当乙炔与全氟烷基碘反应时,能够观察到少量的β-全氟烷基乙烯基碘的生成(Fig. 3C),该实验表明β-全氟烷基丙烯酰胺不太可能由β-全氟烷基乙烯基碘反应得到。 Fig. 3 控制实验 该方法表现出良好的底物适用范围以及官能耐受性(Fig. 4)。无论是烷基胺还是芳基胺,都能够成功地反应生成相应的产物(3a-3h)。随后该方法应用于生物活性分子的修饰上(3i-3r),其中美西律、氟西汀和西格列汀等生物活性分子都能以不错的产率转化为相应的β-全氟烷基丙烯酰胺。更重要的是,该方法成功应用于依鲁替尼的后期修饰,以较好的产率获得了多样化的全氟烷基依鲁替尼衍生物(3s-3w)。这凸显了该方法在有机合成中的潜在用途。 Fig. 4 底物适用范围 综上,该课题组开发了一种新型的钯催化乙炔的四组分羰基化反应。该反应可以在温和的反应条件下合成多种β-全氟烷基丙烯酰胺。这种一锅转化的合成应用在生物活性分子(如依鲁替尼)的后期修饰中得到证明。 论文信息 Palladium-Catalyzed Four-Component Carbonylation Reactions of Acetylene: Synthesis of β-Perfluoroalkyl Acrylamides Zhusong Cao, Dr. Qiang Wang, Dr. Helfried Neumann, Prof. Dr. Matthias Beller European Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ejoc.202400888
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