Angew:叔丁醇钾催化苄醇与炔形成C-C键

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今天给大家推荐David Milstein课题组发表在Angew上的一篇文章(DOI: 10.1002/anie.201812687),作者开发了叔丁醇钾催化苄醇和炔的C-C键形成反应,生成α-烷基酮。该反应表现出不一样的选择性且不产生废弃物。

利用过渡金属催化形成C-C键是一种有效的合成策略,但利用过渡金属催化剂存在着很多局限性,例如毒性,络合物不易处理和成本高等,所以找出能替换过渡金属催化的催化剂成为大家关注的重点。在C-C键形成的一些反应中,具有药理和生理特性的α-烷基酮的合成是比较重要的。查尔酮在过渡金属催化,氢气还原生成2-羟基查尔酮(见图1a)。也有很多研究学者会关注到C-烷基化酮的合成,即应用醇和烷基化物在过渡金属催化作用下合成的产物(图1b),但烷基化物只能局限于酮类化合物。紧接着就出现了过渡金属催化炔和醇反应,生成α-烷基化酮的报道,但生成的羰基与炔基上的取代基相邻(图1c)。基于这些背景研究,David Milstein课题组报导了叔丁醇钾催化苄基醇和炔基反应,生成α-烷基酮产物。值得一提的是,得到的反应产物具有特别的选择性,即羰基与醇上的取代基相邻(图1d)。

图1(10.1002/anie.201812687)

通过对碱和溶剂的筛选(图2),作者最终选择5mol% KOtBu为催化剂,甲苯为溶剂,并在125℃条件下反应24h。

图2(10.1002/anie.201812687)

在最优条件下,作者用各种苄醇和苯乙炔探索该反应的普遍性(结果见图3)。大部分底物就能生成目标产物,且具有良好的收率。相对而言,给电子基团取代的底物较吸电子基团而言,收率略高。

图3(10.1002/anie.201812687)

作者做了很多控制实验和计算,推测可能的机理(图4)。首先,苄醇在叔丁醇钾作用下脱质子形成PhCH2OK。这个反应可以通过氢原子转移(HAT)将PhCH2O-的质子转移到苯乙炔上生成A和A’,在A基础上插入苯乙炔形成B,B经历1,2-羟基转移生成C,而B,C可以分别经历1,3-羟基和1,2-羟基转移生成D。D和E会发生共振,E可以接受PhCH2OH的质子生成F和PhCH2O-离子。PhCH2O-离子会转移氢自由基到F 产生A,G中间体最后转化成产物1。

图4(10.1002/anie.201812687)

小结:作者开发了叔丁醇钾催化苄醇和炔的C-C键形成反应,生成α-烷基酮。该反应表现出不一样的选择性且不产生废弃物。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201812687

全文链接:http://sci-hub.tw/10.1002/anie.201812687


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