Angew. Chem. :基于铑催化碳碳键活化的酮-炔烃[5+2]反应

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[5+2]反应是合成七元环化合物的重要方法。然而传统[5+2]反应中五碳单元的结构较为受限,合成路线较复杂,往往包含高张力的骨架或者特殊的官能团,从而限制了[5+2]反应在复杂分子合成中的应用。开发更通用易得的五碳合成子并应用到[5+2]反应中仍是具有挑战性和重要意义的难题。

近年来,芝加哥大学董广彬课题组发展了一系列基于‘cut-and-sew’策略的方法学,利用金属切断底物活泼碳碳键,然后不饱和组分转移插入最后还原消除得到产物。在前期工作的基础上,他们使用常见的商业可得的茚酮作为五碳合成子,借助‘cut-and-sew’策略,通过导向基和配体设计,成功实现了与双取代炔烃的分子间[5+2]反应。


在条件筛选过程中,作者们发现氨基吡啶导向基的结构对反应产率有较大影响,3号位的甲基和5号位的芳基能大幅提高反应活性。在最优条件下,作者们对茚酮和炔烃底物适用范围进行了考察。结果表明,该反应对4,5,6位带多种活泼取代基的茚酮都有较好结果,对天然产物衍生物也有很好的兼容性,各种双烷基炔烃都可以参与反应,而芳炔的活性相对较低。该反应可以在较低催化剂用量下实现克级制备,产物可实现多种后续转化,具有较高的合成应用价值。

作者最后使用DFT计算对反应机理进行了研究。该反应中茚酮的碳碳键活化是可逆的,而炔烃的转移插入能垒较高,是该反应的决速步。决速步过渡态中配体分别和茚酮及导向基之间存在较强的π-π相互作用,提高了底物活性。而普通的五元环酮由于缺乏可参与π-π相互作用的芳香体系,活化能过高,无法得到相应的[5+2]产物。

在该工作中,董广彬教授教授团队利用铑催化的碳碳键活化过程,成功实现了以茚酮为五碳单元和炔烃的分子间[5+2]反应。该反应为构筑苯并七元环化合物提供了一种简便高效的方法。

论文信息:

Intermolecular [5+2] Annulation between 1-Indanones and Internal Alkynes by Rh-catalyzed C−C Activation

Rui Zhang, Ying Xia, Guangbin Dong


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202106007



《德国应用化学》


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