可见光诱导烯烃生成双自由基构建苯并环丁烯

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苯并环丁烯及其衍生物在药物化学和材料科学中应用广泛。通常苯并环丁烯能够容易通过热诱导的电环化开环经合成一系列二烯前体,再通过转化合成其他的药物分子(1a)


通常苯并环丁烯的合成方法是通过环加成或者重反应来进行合成,最近报道了一篇利用金属催化C-H键活化的方式合成了一系列的底物(1b)1973年就有文献报道了可见光激发的烯烃生成双自由基从而发生反应的例子(1c)
因此本文作者上海有机所魏音老师本篇利用可见光诱导的烯烃生成双自由基同时发生氢转移合成苯并环丁烯类化合物。


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首先作者进行了条件筛选,以1a底物为模板在标准条件下以65%收率得到了该产物,随后作者进行了催化剂的筛选,确定了最佳的光催化剂(entry 3),降低反应时间后以91%产率得到了目标产物(entry 7,随后又筛选了反应溶剂确定了最佳溶剂乙醚(entry 11),在不加入光催化剂条件下没有产物生成(entry 22)。


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确定了最佳条件后作者进行了底物拓展,在芳环上引入给电子基或者吸电子基团都能兼容反应(2b-2k)。萘环也能够反应,之后又拓展了氧保护基的部分,异丙基,叔丁基以及苄基都能够反应(2l-2n)。带有糖单元的2o底物也能反应。各种二取代底物也能够反应得到产物(2s-2v)。随后作者又使用酰胺取代基进行了反应(2x-2ad),氨基也能进行反应(2ae-2af)


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随后作者合成了各种缩醛底物来进行反应,使用缩醛底物可以避免dr值的影响,各种吸电子基或者给电子基的底物都能进行反应得到产物(4a-4k)


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随后作者进行了产物应用,4a底物脱保护得到了苯并环丁酮5a,再通过还原得到5b,产物5b与醛反应可以得到5c产物。


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作者又进行了机理研究,使用氘代底物1a在标准条件下进行反应,产物2a氘代率大于95%,说明发生了1,5H迁移。同时KH/KD=4.6。在加入荧光淬灭物之后,该反应不会进行。同时使用二烯捕获该反应的中间体,但是都没有成功。


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通过实验验证以及计算作者提出了反应机理,首先底物1a在光照先生成三线态双自由基中间体,随后发生1,5-H迁移得到中间体I,随后经历ISC过程得到二烯中间体II,再发生电环化得到产物2a


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10.1002/anie.202204515



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