Angew：咔唑衍生物的位点选择性C-H官能团化反应方法学研究

研究论文介绍

作者：杉杉

导读：

近日，美国Texas Tech大学的H. Ge与IIT Bombay (Indian Institute of Technology Bombay)的D. Maiti课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文，共同报道一种全新的采用钯/NBE催化体系促进的通过咔唑类化合物参与的C-H官能团化反应方法学，进而成功完成一系列取代咔唑分子的构建。

Site-Selective C-H Functionalization of Carbazoles

M.Elsaid, R.Ge, C. Liu, D. Maiti, H. Ge,Angew.Chem. Int. Ed.2023, ASAP. doi:10.1002/anie.202303110.

正文：

近年来，C-H活化与官能团化反应方法学的研究，一直以来备受诸多科研团队的广泛关注 (Scheme 1a-c)^[¹^]^–^[6]。这里，鉴于具有生物活性的咔唑类生物碱的潜在应用价值 (Figure 1)^[⁷^]，同时受到咔唑分子参与的C-H官能团化反应方法学^[⁸^]相关研究报道的启发，美国Texas Tech大学的H. Ge与IIT Bombay的D. Maiti课题组成功设计出一种全新的采用钯/NBE催化体系促进的通过咔唑类化合物参与的C-H官能团化反应方法学 (Scheme 1d)。

首先，作者采用咔唑1a与1-溴丁烷2a作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用Pd(OAc)₂作为催化剂，NBE作为配体，KOPiv作为碱，水作为助溶剂，MeCN作为反应溶剂，反应温度为50^oC，最终获得94%收率的C-H官能团化产物3a。

在上述的最佳反应条件下，作者分别对一系列烷基与芳基溴底物 (Scheme 2)以及咔唑底物 (Scheme 3)的应用范围进行深入研究。

基于前期相关的文献报道^{[1], [9]}，作者提出如下合理的反应机理 ( Figure 2)。

同时，该小组将上述的反应条件进一步优化，进而顺利完成一系列咔唑衍生物的选择性酰化 (Scheme 4)。

总结：

美国Texas Tech大学的H. Ge与IIT Bombay的D. Maiti课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文，报道一种全新的采用钯/NBE催化体系促进的通过咔唑类化合物参与的C-H烷基化与酰化反应方法学，进而成功完成一系列取代咔唑分子的构建。这一全新的C-H官能团化策略具有广泛的底物应用范围、优良的官能团兼容性以及优良的位点选择性等优势。

参考文献：

[1] M. Catellani, F. Franco, A. Rangoni,Angew. Chem., Int. Ed.1997,36, 119. doi:10.1002/anie.199701191.
[2] J. Wang, G. Dong,Chem. Rev.2019,119, 7478. doi:10.1021/acs.chemrev.9b00079.
[3] S. Chen, Z. Liu, T. Yang, Y. Hua, Z. Zhou, H. Cheng, Q. Zhou,Angew. Chem., Int. Ed.2018,57, 7161. doi:10.1002/anie.201803865.
[4] Z. Dong, C. Yang, G. Dong,Nat. Chem.2019,11, 1106. doi:10.1038/s41557-019-0358-y.
[5] Z. Dong, J. Wang, G. Dong,J. Am.Chem. Soc.2015,137, 5887. doi:10.1021/jacs.5b02809.
[6] L. Liu, J. Qiao, K. Yeung, W. Ewing, J. Q. Yu,Angew. Chem., Int.Ed.2020,59, 13831. doi:10.1002/anie.202002865.
[7] H. J. Knölker, K. R. Reddy,Chem. Rev.2002,102, 4303. doi:10.1021/cr020059j.
[8] (a) A. W. Schmidt, K. R. Reddy, H.-J. Knölker,Chem. Rev.2012,112, 3193. doi:10.1021/cr200447s.(b) J. Roy, A. K. Jana, D. Mal,Tetrahedron2012,68, 6099. doi:10.1016/j.tet.2012.05.007.(c) S. Maiti, T. Mandal, J. Dash,J. Org.Chem.2021,86, 1396. doi:10.1021/acs.joc.0c01746.(d) L. Zhu, X. Cao, R. Qiu, T.Iwasaki, V. P. Reddy, X. Xu, S.-F. Yin, N. Kambe,RSC Adv.2015,5, 39358. doi:10.1039/C5RA04965B.(e) B. Urones, R. G. Arrayás, J. C.Carretero,Org. Lett.2013,15, 1120. doi:10.1021/ol400206k.
[9] L. Jiao, E. Herdtweck, T. Bach,J. Am. Chem. Soc.2012,134, 14563. doi:10.1021/ja3058138.