烯烃 – 新利18网址 //www.gsbet888.com Mon, 02 Sep 2024 01:36:55 +0000 en-US hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.5.5 134510799 JACS：双重钴/光氧化还原催化烯烃的氢卤化反应 //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2024/08/jacs%ef%bc%9a%e5%8f%8c%e9%87%8d%e9%92%b4-%e5%85%89%e6%b0%a7%e5%8c%96%e8%bf%98%e5%8e%9f%e5%82%ac%e5%8c%96%e7%83%af%e7%83%83%e7%9a%84%e6%b0%a2%e5%8d%a4%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94.html //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2024/08/jacs%ef%bc%9a%e5%8f%8c%e9%87%8d%e9%92%b4-%e5%85%89%e6%b0%a7%e5%8c%96%e8%bf%98%e5%8e%9f%e5%82%ac%e5%8c%96%e7%83%af%e7%83%83%e7%9a%84%e6%b0%a2%e5%8d%a4%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94.html#respond CS editor Fri, 16 Aug 2024 01:41:55 +0000 研究论文介绍 光氧化还原 氢卤化 烯烃 钴催化 //www.gsbet888.com/?p=50921 作者：杉杉 导读： 近期，日本京都大学的Hirohisa Ohmiya与Kazunori Nagao课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文，报道一种全新的双重钴/光氧化还原催化脂肪族烯烃与collidine·HX盐的氢卤化反应方法学，进而成功完成一系列高度官能团化的烷基卤分子的构建。 A Dual Cobalt and Photoredox Catalysis for Hydrohalogenation of Alkenes S. Shibutani, K. Nagao, H. Ohmiya, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 4375. doi: 10.1021/jacs.3c10133 正文： 烷基卤骨架是一种常见的偶联试剂，并广泛存在于各类天然产物以及药物分子中。并且，在过去的几十年里，诸多研究团队已经成功设计出多种利用烯烃的氢卤化反应方法学构建烷基卤分子的合成转化策略[1] (Scheme 1A, left and middle)。然而，此类策略存在官能团兼容性差以及原子经济性差等弊端。受到近年来双重钴/光氧化还原催化反应方法学[2]以及光氧化还原催化烯烃氢卤化反应方法学[3]相关研究报道的启发，这里，日本京都大学的Hirohisa Ohmiya与Kazunori Nagao课题组报道一种全新的双重钴/光氧化还原催化脂肪族烯烃与collidine·HX盐的氢卤化反应方法学，进而成功完成一系列高度官能团化的烷基卤分子的构建，涉及关键的极性反转的过程 (Scheme 1B)。 首先，作者采用4-苯基-1-丁烯1a与collidine·HBr盐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Co-1作为催化剂，Ir(ppy)3作为光催化剂，34W蓝色LED (0.5 cm away)作为光源，在THF反应溶剂中，最终获得71%分离收率的产物3aa。 同时，通过反应条件的稍微修改，该策略还可用于其他卤素的氢卤化反应方法学(Figure 1A)。紧接着，作者对一系列烯烃底物与卤素底物 (Figure 1B)的应用范围进行深入研究。 此外，对于C−X键的形成可能存在两种可能的机理，即烷基自由基或烷基钴(III)与卤化钴(III)的SH2反应 (Scheme 1B)以及卤化物阴离子与烷基钴(IV)配合物之间的SN2反应。为了区分上述的反应机理，作者对上述氢卤化过程的反应机理进行进一步研究  (Figure 2)。 总结： 日本京都大学的Hirohisa Ohmiya与Kazunori Nagao课题组报道一种全新的双重钴/光氧化还原催化脂肪族烯烃与collidine·HX盐的氢卤化反应方法学，进而成功完成一系列高度官能团化的烷基卤分子的构建。这一全新的氢卤化合成转化策略具有底物范围广泛、优良的官能团兼容性以及优良的原子经济性等优势。 参考文献： [1] S. W. M. Crossley, C. Obradors, R. M. Martinez, R. A. Shenvi, Chem. Rev. 2016, 116, 8912. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00334. [2] D. J. Wilger, J. M. M. Grandjean, T. R. Lammert, D. A. Nicewicz, Nat. Chem. 2014, 6, 720. doi:10.1038/nchem.2000. [3] J. Kim, X. Sun, B. A. […]

作者：杉杉

导读：

近期，日本京都大学的Hirohisa Ohmiya与Kazunori Nagao课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文，报道一种全新的双重钴/光氧化还原催化脂肪族烯烃与collidine·HX盐的氢卤化反应方法学，进而成功完成一系列高度官能团化的烷基卤分子的构建。

A Dual Cobalt and Photoredox Catalysis for Hydrohalogenation of Alkenes

S. Shibutani, K. Nagao, H. Ohmiya, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 4375. doi: 10.1021/jacs.3c10133

正文：

烷基卤骨架是一种常见的偶联试剂，并广泛存在于各类天然产物以及药物分子中。并且，在过去的几十年里，诸多研究团队已经成功设计出多种利用烯烃的氢卤化反应方法学构建烷基卤分子的合成转化策略[1] (Scheme 1A, left and middle)。然而，此类策略存在官能团兼容性差以及原子经济性差等弊端。受到近年来双重钴/光氧化还原催化反应方法学[2]以及光氧化还原催化烯烃氢卤化反应方法学[3]相关研究报道的启发，这里，日本京都大学的Hirohisa Ohmiya与Kazunori Nagao课题组报道一种全新的双重钴/光氧化还原催化脂肪族烯烃与collidine·HX盐的氢卤化反应方法学，进而成功完成一系列高度官能团化的烷基卤分子的构建，涉及关键的极性反转的过程 (Scheme 1B)。

首先，作者采用4-苯基-1-丁烯1a与collidine·HBr盐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Co-1作为催化剂，Ir(ppy)3作为光催化剂，34W蓝色LED (0.5 cm away)作为光源，在THF反应溶剂中，最终获得71%分离收率的产物3aa。

同时，通过反应条件的稍微修改，该策略还可用于其他卤素的氢卤化反应方法学(Figure 1A)。紧接着，作者对一系列烯烃底物与卤素底物 (Figure 1B)的应用范围进行深入研究。

此外，对于C−X键的形成可能存在两种可能的机理，即烷基自由基或烷基钴(III)与卤化钴(III)的SH2反应 (Scheme 1B)以及卤化物阴离子与烷基钴(IV)配合物之间的SN2反应。为了区分上述的反应机理，作者对上述氢卤化过程的反应机理进行进一步研究  (Figure 2)。

总结：

日本京都大学的Hirohisa Ohmiya与Kazunori Nagao课题组报道一种全新的双重钴/光氧化还原催化脂肪族烯烃与collidine·HX盐的氢卤化反应方法学，进而成功完成一系列高度官能团化的烷基卤分子的构建。这一全新的氢卤化合成转化策略具有底物范围广泛、优良的官能团兼容性以及优良的原子经济性等优势。

参考文献：

  • [1] S. W. M. Crossley, C. Obradors, R. M. Martinez, R. A. Shenvi, Chem. Rev. 2016, 116, 8912. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00334.
  • [2] D. J. Wilger, J. M. M. Grandjean, T. R. Lammert, D. A. Nicewicz, Nat. Chem. 2014, 6, 720. doi:10.1038/nchem.2000.
  • [3] J. Kim, X. Sun, B. A. van der Worp, T. Ritter, Nat. Catal. 2023, 6, 196. doi:10.1038/s41929-023-00914-7.

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作者：杉杉

导读：

近日，厦门大学的徐海超课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文，报道一种全新的烷基或芳基烯烃参与的电化学azidocyanation反应方法学，进而成功完成一系列具有氰基与叠氮基取代烷烃分子的构建。

Electrochemical Azidocyanation of Alkenes

Y. Zheng, H. Xu, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, ASAP. doi: 10.1002/anie.202313273.

正文：

烯烃的双官能团化反应方法学是快速提高分子复杂性的一种有效的方法。并且，在过去的几十年里，已经成功设计出多种烯烃参与的azidocyanation反应方法学 (Schemes 1A-1B) [1]-[2]。然而，上述的策略均存在底物范围窄等问题。受到近年来有机电化学参与的反应方法学[3]以及过渡金属催化烯烃的diazidation反应方法学[4]相关研究报道的启发，这里，厦门大学的徐海超课题组报道一种全新的烷基或芳基烯烃参与的电化学azidocyanation反应方法学，进而成功完成一系列具有氰基与叠氮基团取代烷烃分子的构建 (Scheme 1C)。

首先，作者采用烯烃衍生物1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TMSN3作为叠氮源，TMSCN作为氰源，Cu(acac)2作为催化剂，L1作为配体，电流为3 mA，nBu4NBF4作为电解质，RVC(+)与Pt(-)作为电极，在HFIP反应溶剂中，反应温度为室温，最终获得84%收率的产物2。

在上述的最佳反应条件下，作者分别对一系列烯烃底物 (Scheme 2, top and middle)的应用范围进行深入研究。同时，该小组通过如下的一系列研究进一步表明，这一全新的电化学策略具有潜在的合成应用价值 (Scheme 2, bottom)。

接下来，作者对上述电化学过程的反应机理进行进一步研究 (Schemes 3A-3E)。基于上述的实验研究，作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 3F)。

总结：厦门大学的徐海超课题组报道一种全新的烷基或芳基烯烃参与的电化学azidocyanation反应方法学，进而成功完成一系列具有氰基与叠氮基团取代烷烃分子的构建。这一全新的电化学合成转化策略具有底物范围广泛、优良的官能团兼容性以及温和的反应条件等优势。

参考文献：

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本文作者：杉杉

导读

本文主要报道一种通过钯催化的烯胺酮 (enaminone)与烯基化合物之间的环化反应策略，进而成功完成一系列NH-游离吡咯 (NH-free pyrroles)分子的构建。上述策略中涉及三重C(sp2)-H键的活化。同时，通过氢气检测器 (hydrogen detector)能够进一步观察到上述的反应过程中，伴随氢气的析出。本文中，江西师范大学万结平与刘云云为共同通讯作者。

Pd-Catalyzed Triple-Fold C(sp2)−H Activation with Enaminones and Alkenes for Pyrrole Synthesis via Hydrogen Evolution
L. Fu, Y. Liu, J. Wan, Org. Lett. 2021, 23 , 4363. doi: 10.1021/acs.orglett.1c01301.

正文

芳香杂环骨架广泛存在各类天然产物以及药物分子中。其中，吡咯环的构建，在有机合成化学的发展中一直备受关注。例如较为经典的Paal-Knorr反应、Knorr反应以及Hantzsch反应方法学，对吡咯化学的发展曾作出巨大的贡献。然而，鉴于当代有机合成化学研究中对于设计分子多样性、可持续性以及安全性反应策略的高度需求，诸多课题组开始致力于发展全新的吡咯环构建的方法学策略[1]。其中，采用单重或多重C-H键活化方式进行的串联环化策略，已经发展成为构建吡咯骨架的一种全新策略。例如，Stuart等[2]报道将Rh(III)/Cu(II)催化剂促进的酰基烯胺与炔基化合物之间的环化反应方法学应用于吡咯骨架的构建。Glorius等[3]报道通过Pd(II)催化的亚胺分子内C-H烯基化策略，最终实现吡咯环骨架的构建。Ellmann等[4]报道Rh催化的烯酮衍生肟酯 (enone-derived oxime ester)与亚胺之间的烯基C-H官能团化方法学，进而实现一系列吡咯分子的合成。

在通过C-H活化或官能团化策略进行吡咯分子合成的研究中，烯胺底物的应用最为广泛。在适宜的过渡金属试剂催化下，较为稳定的烯胺，例如烯胺酮(enaminone)、烯胺酯 (enaminoester)以及烯胺腈 (enaminonitrile)等，目前已经应用于与炔基化合物、烯基化合物、重氮酯以及腙的相关偶联反应[5]或分子内C-H键官能团化[6]方法学策略的设计中，进而完成一系列多重官能团化吡咯分子的构建。然而，通过丙烯酸酯与稳定烯胺之间的偶联过程，构建相应的吡咯产物的策略，目前尚无相关的文献报道。

近年来，通过析氢 (hydrogen evolution)过程进行的C-H 以及杂原子-H键的脱氢转化策略 (dehydrogenative transformation)，已经发展成为构建C-C或C-杂原子键的一种全新的合成设计方案[7]。尽管采用醇与氨基醇之间的脱氢过程，进行的吡咯化合物合成 (涉及氢气释放)已经取得较大进展[8]。然而，通过C-H键活化的方式进行相关的析氢过程，进而应用于吡咯环骨架构建的研究，迄今尚未有文献报道。本文中，作者受到烯基C-H键活化与官能团化的近期研究进展以及采用极性烯基化合物进行芳香环构建[9]的全新合成设计策略的启发，进而设计出一种采用简单烯胺酮与丙烯酸酯底物，通过三重 C(sp2)-H键与N-H键之间的析氢偶联 (hydrogen evolution-based coupling)过程，进而成功完成一系列吡咯衍生物的合成。

首先，作者采用烯胺酮1a与丙烯酸甲酯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10 mol% PdCl2作为催化剂，15 mol% AgOAc作为添加剂， 1 eq. CuBr2作为氧化剂，在DMF溶剂中，60 oC下反应，最终获得71%收率的吡咯产物3a。

在获得上述最佳反应条件后，作者开始对反应的底物适用范围进行考察(Scheme 1)。研究表明，一系列具有不同基团，例如甲基、乙基、正丁基、叔丁基以及苄基取代的丙烯酸酯底物，均能够顺利地参与上述成环反应，并以良好的收率获得相应的目标产物3a–3e以及3q–3u。之后，作者发现，一系列芳环中具有供电子与吸电子基团取代的芳基烯胺酮底物，均能够与上述的标准反应条件良好地兼容，并获得相应的吡咯产物3f–3z与3aa–3ac。同时，作者进一步观察到，芳环中具有多重取代基团的芳基烯胺酮底物，同样能够有效地完成上述的转化过程，并获得目标产物3al–3ao。此外，研究表明，稠合芳基以及杂芳基取代的烯胺酮底物，同样能够顺利地参与上述的偶联环化过程，进而完成一系列具有稠合芳基 (3ag与3ah)以及杂芳基 (3ai–3al)取代的吡咯分子的构建。

之后，作者发现，采用CuI作为催化剂时，烯胺酮与烷基丙炔酸酯底物4能够通过炔基C-H键的加成过程，选择性地获得一系列共轭双烯胺产物5 (Scheme 2)。同时，该小组发现，具有不同取代基团的烷基丙烯酸酯 (5a–5c)以及芳基不同位置中具有各类官能团取代的芳基烯胺酮底物 (5d–5g)，均能够与上述标准催化反应条件有效地兼容。值得注意的是，呋喃基团取代的烯胺酮底物以及烯胺酯底物 (5h与5i)同样能够良好地与上述反应体系进行兼容。此外，上述反应策略同样能够应用于各类β-取代双烯胺产物 (5j与5k)的构建。

接下来，作者发现，双烯胺底物5在上述的标准反应条件下，能够顺利进行相应的分子内脱氢C-H胺化过程，最终获得一系列吡咯产物 3 (Scheme 3)。同时，在反应中过程中能够检测出氢气的产生。进而表明，双烯胺化合物5为烯胺-丙烯酸酯环化 (enamine-acrylate annulation)过程的关键中间体。

为进一步阐明合理的反应机理，作者进行一系列相关的控制实验研究。首先，作者发现，1a与2a在室温下进行反应时，能够获得吡咯3b与双烯胺5b (eq 1)。同时，作者进一步观察到，双烯胺底物5b在无金属试剂存在的条件下，并无法获得相应的吡咯产物3b，进而表明金属催化剂的存在，对于反应过程的顺利进行极为关键 (eq2)。

最后，作者提出一种可能的反应机理 (Scheme 4)。首先，通过AgOAc与PdCl2之间的离子交换过程，形成具有反应活性的PdIIXL中间体，PdIIXL与烯胺酮1a之间通过C-H键的插入过程，形成Pd(II)中间体A。之后，烯基化合物2b与中间体A进一步经历1,2-迁移插入过程，形成环钯配合物B，并通过B的β-H消除步骤，获得双烯胺中间体5b。接下来，通过双烯胺中间体5b与PdIIXL之间的脱氢C-,N-钯化过程 (dehydrogenative C-,N-palladation)，形成环钯配合物C，最终，通过配合物C的还原消除过程，获得相应吡咯产物，并产生Pd0XLn。之后，通过Cu(II)氧化剂对Pd0XLn的氧化过程，使PdIIXL再生，进而完成相应的催化循环。

总结

本文主要报道一种通过钯催化剂促进的烯胺酮与烯基化合物之间的环化反应方法学，进而完成一系列吡咯衍生物的合成。并且，反应过程中涉及三重C(sp2)-H键的活化步骤。同时，上述策略具有底物应用范围广泛以及良好的官能团兼容性等优势。反应机理研究表明，双烯胺可能作为反应过程中的关键中间体。

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本文作者：杉杉

导读

α-手性炔基化合物是构成诸多生物活性化合物、化学探针以及功能材料的关键结构单元，并且，该化合物同样能够作为有机合成中的重要合成子。这里，南京大学朱少林课题组报道一种通过NiH催化的烯基化合物与溴代炔烃之间的还原迁移氢炔基化 (reductive migratory hydroalkynylation)反应方法学，并以较高的反应收率与优良的区域选择性，获得相应的苄位炔基化产物。同时，作者发现，在采用手性PyrOx配体时，能够进一步实现各类苯乙烯底物的催化对映选择性氢炔基化反应，进而获得对映富集的苄位炔基化合物。并且，相应的手性苄位炔基化合物能够进一步转化为一系列不对称合成中较为关键的手性合成子。

Nickel-catalysed migratory hydroalkynylation and enantioselective hydroalkynylation of olefins with bromoalkynes

X.Jiang, B.Han, Y. Xue, M. Duan, Z. Gui, Y. Wang, S. Zhu, Nature Commun.2021, 12, 3792. doi: 10.1038/s41467-021-24094-9.

正文

α-手性炔基化合物作为重要的结构单元，广泛存在于诸多生物活性化合物、化学探针以及功能材料分子中 (Fig. 1a)。同时，作为有机合成中重要的合成子，α-手性炔基化合物能够实现多种不同类型的合成转化过程。长期以来，催化对映选择性C(sp3)-C(sp)偶联方法学，作为构建α-手性炔基化合物的有效策略而备受关注 (Fig. 1b)。例如，Liu课题组[1]-[2]报道Cu催化的不对称Sonogashira C(sp3)-C(sp)偶联反应策略。Shi[3]与Liu课题组[4]分别报道采用Pd与Cu催化剂促进的不对称催化C(sp3)-H炔基化反应方法学。Liu课题组[5]报道通过铜催化的烯键双官能化策略，进而构建一系列对映体富集的炔基化产物。Suginome (杉野目 道紀 )课题组[6]报道首例镍催化的1,3-二烯底物的不对称氢炔基化反应方法学。近年来镍催化剂由于具有低成本、易于进行氧化加成以及氧化态多样性等优势，作为钯催化剂的有力补充，已经广泛应用于涉及C(sp3)结构片段的交叉偶联反应方法学研究。近期，采用氢化镍[7]-[9]催化的还原迁移氢官能团化反应方法学 (reductive migratory hydrofunctionalization) [10]-[13]已经发展成为实现远程C(sp3)-H键选择性官能团化的有效策略。与传统的交叉偶联策略相比，上述策略中采用廉价易得，并具有较高稳定性的烯基化合物或烯基化合物前体作为起始原料，代替需要特殊方法制备的金属有机试剂，并能够有效地实现ipso-位置以及远程C(sp3)-H位点的选择性官能团化。在此，本文报道一种采用NiH催化烯基化合物与溴代炔之间的还原迁移氢炔基化反应方法学 (Fig. 1c, i)。同时，作者发现，在采用手性PyrOx配体时，能够进一步实现苯乙烯底物的催化对映选择性氢炔基化反应，并获得一系列对映富集的苄位炔基化合物 (Fig. 1c, ii)。

 

 

首先，作者采用4-苯基-1-丁烯1a与炔基化试剂2a作为模型底物，进行氢炔基化反应条件的优化筛选 (Fig. 2)。进而确定最佳的反应条件为：采用5 mol% NiI2·xH2O作为催化剂，6 mol% L作为配体，2eq. Na2CO3作为碱，5eq. PMHS作为还原剂，10 mol% NaI作为添加剂，在DME溶剂中25 ℃下进行反应，最终，以91%反应收率与>99:1 rr (regioisomeric ratio)获得相应炔基化产物3a。

在获得上述最佳反应条件后，作者对烯基化合物1的底物应用范围进行研究 (Fig. 3)。研究发现，远端芳环 (remote aryl ring)中有供电子 (3c)或吸电子 (3d–3g)基团取代的非活化端烯 (unactivated terminal alkene)底物，均能够顺利地参与上述反应过程。同时，上述的最佳反应条件对于芳环远端位置带有醚基团 (3c，3h–3k，3m)、三氟甲基 (3d)以及酯基团 (3g，3i)取代的非活化端烯底物，同样能够良好地兼容。并且，作者发现，在C=C键与远端芳基之间的链长增加 (3l)之后，同样能够获得相应的苄位氢炔基化产物，然而，反应收率却显著降低。值得注意的是，上述的标准反应条件对于甲硅烷基以及具有较高立体位阻的烷基取代乙炔基溴底物同样能够良好地兼容 (3m–3n)。此外，作者发现，各类非活化的内烯 (3o–3w)同样能够有效地参与上述氢炔基化过程。接下来，作者进一步发现，苯乙烯底物同样能够顺利地完成相应的氢炔基化过程，并获得苄位炔基化产物 (3x–3k’)。同时，芳环中带有不同类型取代基的苯乙烯底物 (3z–3e’)以及杂环芳乙烯底物 (3f’，3g’)同样能够顺利地参与上述的氢炔基化反应过程。

 

之后，通过对上述反应条件的进一步优化，该小组发现，在选择手性PyrOx配体(S)-L*时，能够有效地完成相应的对映选择性氢炔基化反应 (Fig. 4)，并获得良好的产物收率与优良的对映选择性。同时，作者进一步观察到，芳环中具有不同基团取代的苯乙烯底物 (5a–5q)，均能够顺利参与上述的不对称氢炔基化过程。值得注意的是，苯乙烯底物的芳环中存在能够进行进一步交叉偶联过程的取代基，例如氯 (5c)、溴 (5k)以及硼酸频哪醇酯基团 (5j)时，同样能够良好地兼容。同时，上述的标准反应条件对于β-位置具有不同类型取代基团的苯乙烯底物，均能够良好地进行兼容 (5r–5c’)。同时，研究表明，溴烷基取代基 (5y、5z)同样能够与上述反应体系有效地相容。并且，β-未取代的苯乙烯底物 (5d’、5j’、5k’)同样能够较好地采用上述的合成转化过程。接下来，作者对溴代炔的底物适用范围进行深入研究，实验表明，在β-位置中带有一系列不同立体位阻的取代基，例如，硅基以及烷基取代的乙炔基溴底物 (5e’–5i’)，均能够良好地参与上述的氢炔基化过程。然而，立体位阻较小的烷基取代乙炔基溴底物 (2l’)与芳基取代的乙炔基溴底物 (2m’)，在上述的标准反应条件下则易于分解，因而，无法有效地参与相应的氢炔基化反应过程。

 

最后，作者对上述氢炔基化策略的实用性以及相关的反应机理进行研究 (Fig. 5)。首先，该小组发现，在上述标准条件下，采用3-芳基-1-丙烯(1i) 与2a底物，则能够进行相应的不对称迁移氢炔基化反应 (asymmetric migratory hydroalkynylation)过程，并获得产物(S)-3i，收率为78%，ee为90%，rr为90:10 (Fig. 5a)。并且，在4e与2a的克级实验中，同样能够获得具有较高反应收率与优良对映选择性的官能团化手性苄基炔产物 (5e, Fig. 5b)。同时，作者进一步发现，产物5e能够进行多种不同类型的衍生化反应 (Fig. 5c)，例如，5e经历去甲硅烷基化过程，能够产生对映体富集的端炔 (6)，继而通过后续的click环化与水合过程，分别获得产物7与8。同时，通过DIBAL-H对5e的类似产物5a进行的部分氢化(semi-hydrogenation) 反应，能够高度立体选择性地获得Z-烯基化合物 (9)。此外，通过5e中三键的氧化裂解过程，能够获得相应的手性羧酸10。

为初步研究相应金属氢化 (hydrometallation)过程的反应机理，作者进行相关的同位素标记实验 (isotope labeling experiment, Fig. 5d)研究。实验过程中，作者发现，在采用氘代的(E)-4h–D作为反应底物时，能够获得近似等量的两种非对映异构体 (0.55:0.45 dr)，进而表明syn-金属氢化步骤并非相应的对映选择性决定步骤。并且，上述实验观察与作者最初提出的通过烷基镍 (III)中间体的快速均裂过程，最终形成苄基立体中心的机理一致。同时，通过后续的对映汇集过程(enantioconvergent process)，镍 (II)中间体与苄基自由基结合，再度形成镍 (III)对映体 (Fig. 1c, ii)。 接下来，该小组进行相关的交叉实验研究。作者进一步研究表明，将1k´-D分别与1z与4e进行反应时，均未观察到分子间的H/D置乱交叉产物 (H/D scrambled crossover product)的形成。这一事实表明NiH/NiD配合物与苯乙烯之间的金属氢化步骤为不可逆过程 (Fig. 5e)。

总结

本文主要报道一种通过NiH催化剂促进的氢炔基化与不对称氢炔基化反应策略，进而成功完成一系列官能团化的苄位炔基化合物的构建。这一全新的氢炔基化策略，具有反应条件温和、底物应用范围广泛以及优良的官能团兼容性等优势。同时，该策略具有良好的合成应用价值。然而，对映选择性迁移氢炔基化过程的反应机理，则有待进一步研究。

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本文作者：杉杉

导读

烯烃的硫羰基化（Thiocarbonylation）作为合成硫酯的一种理想方法，然而，对于苯乙烯的硫羰基化反应仍具有挑战。本文报道了一种钯催化体系，可实现烯烃的硫羰基化反应，从而合成直链硫酯（收率高达98%）。同时，一系列易得的烷基、芳基烯烃均为合适的底物。中科院大连化物所和罗斯托克大学的 Wu Xiao-Feng为该论文通讯作者。

Palladium-Catalyzed Thiocarbonylation of Alkenes toward Linear Thioesters

Han-Jun Ai, Fengqian Zhao, Hui-Qing Geng, and Xiao-Feng Wu*

ACS Catal. 2021, 11, 3614−3619

正文

过渡金属催化烯烃的羰基化反应是合成脂肪族羧酸衍生物的理想途径。通过使用一氧化碳作为丰富的C1源可与各类亲核试剂进行加氢甲酰化、烷氧羰基化、氨基羰基化、硫代羰基化等，从而直接合成各种目标产物。同时，通过区域选择性的控制，也可分别获得支链或直链产物。并且，相关不对称催化反应也得以实现，从而获得相应的支链产物。除Alper等[1]早期研究外，烯烃硫羰基化的报道仍然很少。2016年，Fleischer等[2]报道了钯催化烯烃硫羰基化反应，获得高收率的支链产物（Scheme 1, eq 1）。随后，Liao等[3]使用手性亚砜膦配体，实现了相应不对称催化形式（Scheme 1, eq 2）。在上述报道中，反应也获得一定量的直链硫酯副产物，但对于通过苯乙烯直接合成直链硫酯化合物的通用方法仍具有挑战。此外，基于硫酯化合物在生物合成化学领域中的重要价值。在此，本文将介绍一种合成直链硫酯化合物的通用方法，可直接实现烯烃（烷基或芳基）硫羰基化反应（Scheme 1, eq 3）。

首先，作者以苯乙烯1和1-辛硫醇2a作为模型底物，进行了相关硫羰基化反应条件的筛选，如溶剂、添加剂、配体等（Table 1和Table 2）。反应的最佳条件为：当PdCl2为催化剂，L16为配体，同时加入B(OH)3和5-Cl-SA为酸添加剂，可于乙腈溶剂中120 ℃反应，获得94%的直链产物4。值得注意的是，当使用L8配体时，可获得93%收率的支链产物3。

根据相关文献的总结[1-4]，作者提出了一种可能的反应机理（Scheme 2）。首先，PdCl2与配体和酸添加剂反应生成L-PdII-H配合物A。随后，配合物A与烯烃加成，形成烷基钯配合物B。紧接着，CO的配位和插入后，形成酰基钯配合物C。最后，配合物C再与硫醇反应，即可获得直链硫酯产物。同时，再生L-PdII-H配合物A，已完成催化循环的过程。

在获得上述最佳反应条件后，作者开始对底物的范围进行了扩展（Scheme 3）。首先，在对芳基烯烃的扩展时发现，芳基上具有不同的给电子基团和吸电子基团时，均可顺利反应，获得相应的产物4–12，收率为65-98%，l/b（直链和支链）比例为1.3:1-20:1。值得注意的是，硫酯产物4的1mmol规模实验，收率为92%。对于萘基取代的烯烃，同样与体系兼容，获得产物13–14。对于苯乙烯的芳环上含有Bpin基团时，仅获得35％收率的直链产物15。然而，当以反式-β-甲基苯乙烯为底物时未能进行相应的反应（空间位阻导致），但以顺式-β-甲基苯乙烯为底物时可获得小于20％收率的产物16。对于其它三个烯丙基芳烃底物，均可获得中等至良好收率的直链产物17–19。其次，一系列脂肪族的烯烃（除α-甲基取代的烯烃31），均可顺利反应，获得相应的产物20–32，收率为34-91%，l/b为1.6:1-20:1。此外，除了烷基硫醇外，其它的硫醇也与体系兼容，获得中等至极好收率的硫代酯33–43。同样，乙烯也可作为起始原料，获得98％收率的产物44。值得注意的是，该策略也成功用于一些生物活性分子的修饰，如45–47，进一步证明了反应的实用性。

最后，作者在标准条件下进行了相关的竞争性实验（Scheme 4）。首先，将苯乙烯1与伯硫醇2和仲硫醇反应时，伯硫醇的硫酯收率（48％）远高于仲硫醇的收率（26％）（Scheme 4A）。其次，将苯乙烯1与烷基硫醇和芳基硫醇反应时，获得相似收率的产物34和36。同样，将烷基硫醇2与苯乙烯和烷基烯烃反应时，也获得相似收率的硫代酯产物4和21（Scheme 4B和4C）。

总结

本文主要报道了一种通用且高效的钯催化烯烃的硫羰基化反应，可从易得的烯烃直接合成直链硫酯产物。同时，该反应具有高收率（高达98%）、高选择性（l/b高达20:1）、广泛的底物范围（烷基、芳基烯烃）等特点。值得注意的是，该策略作为通过苯乙烯经硫羰基化反应直接合成直链硫酯的第一个实例。

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Thiocarbonylation of Vinylcyclopropanes with Thiols and Carbon Monoxide. J. Org. Chem. 2009, 74, 888−890. (e) Xiao, W.-J.; Alper, H. Highly RegioselectiveThiocarbonylation of Allylic Alcohols with Thiols and Carbon Monoxide Catalyzed by Palladium Complexes: A New and Efficient Route to β,γ-Unsaturated Thioesters. J. Org. Chem. 1998, 63, 7939−7944. (f) Xiao, W.-J.; Vasapollo, G.; Alper, H. Highly Chemo- and Regioselective Thiocarbonylation of Conjugated Enynes with Thiols and Carbon Monoxide Catalyzed by Palladium Complexes: An Efficient and Atom-Economical Access to 2-(Phenylthiocarbonyl)-1,3-dienes. J. Org. Chem. 1999, 64, 2080−2084. (g) Xiao, W.-J.; Vasapollo, G.; Alper, H. Highly Regioselective Thiocarbonylation of Conjugated Dienes via Palladium-Catalyzed Three-Component Coupling Reactions. J. Org. Chem. 2000, 65, 4138−4144. (h) Xiao, W.-J.; Alper, H. First Examples of Enantioselective Palladium-Catalyzed Thiocarbonylation of Prochiral 1,3-Conjugated Dienes with Thiols and Carbon Monoxide: Efficient Synthesis of Optically Active β,γ-Unsaturated Thiol Esters. J. Org. Chem. 2001, 66, 6229−6233.

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一、引言

作为在地球上已经生存上亿年的纤小飞虫，蚊子遍布世界多个大洲，拥有成千上万的宿主。绝大多数雄蚊以植物汁液为食，雌蚊则外寄生于其他生物表面，使用刺吸式口器刺穿宿主的皮肤以吸取血液。一般说来，蚊子吸食血液对宿主不会产生太大影响，但在吸食过程中，蚊子的唾液会使宿主出现皮疹等症状。此外，蚊子是许多疾病的传播媒介，目前已知登革热、疟疾、黄热病、流行性乙型脑炎等多种危害性较强的疾病是通过蚊子传播的。

图 1 成年蚊子和它的幼虫孑孓

鉴于蚊子对人类健康有着持续性威胁，尤其是在医疗卫生条件相对落后的地区，驱蚊与灭蚊成了人类关注的重要课题之一。坊间提出过很多驱蚊灭蚊方法，实事求是而言很多都属于偏方，没有足够的科学证据和实验证明其有效。日常生活中，蚊帐、灭蚊灯、电蚊拍、蚊香等早已成为寻常百姓家中价格低廉、使用方便、效果显著的实用驱蚊灭蚊方法。蚊香被点燃后因不完全燃烧释放烟雾以达到灭蚊功效，这与烟雾中独特的化学成分密不可分。有趣的是，这类物质其实最早来源于一类独特的植物——除虫菊。

图 2 “驱蚊猪”：日本常用猪形陶器盛载蚊香灰烬（夏季的象征）

二、除虫菊中的杀虫剂

除虫菊属于菊科多年生草本植物，原产于地中海地区，被发现于塞尔维亚。早在19世纪，人们就发现它的花对昆虫具有很强的毒杀作用，于是聪明的人们就将除虫菊的花收集起来并晾干，与木屑和香料等混在一起制成烟熏剂，这也成了最早的天然“蚊香”雏形。1885年，除虫菊经美国传到日本并在当地进行培植，1955年前后，大日本除虫菊公司（大日本除虫菊株式会社）的创始者上山 英一郎（うえやま えいいちろう）利用除虫菊，发明了螺旋形蚊香。

图 3 除虫菊（图片来源于网络）

20世纪20年代开始，化学家们就对除虫菊中的杀虫物质产生了浓厚兴趣并尝试对其中的化学物质进行提取、分离等研究。1922年化学家Hermann Staudinger和Leopold Ružička首先从大量的除虫菊中分离得到杀虫活性物质——除虫菊酯。通过化学降解，他们提出除虫菊酯其实由两种化学结构极其相似的pyrethrin I和pyrethrin II物质组成。受此启发，他们决定对除虫菊酯的结构进行改造来获得更强杀虫作用的物质，然而尝试多次均以失败告终，尤其是他们始终无法合成天然除虫菊酯中的五元环及环上的联烯支链，究其原因，这是受限于他们早期对除虫菊酯的结构研究不够深入。

图 4 Hermann Staudinger（左）、Leopold Ružička（右）及除虫菊酯的结构

按常理，除虫菊酯这样一种来源于植物的天然除虫剂应该会受到更多科学家的关注，可它生不逢时遇到了“鼎鼎大名”的合成杀虫剂DDT，1939年瑞士化学家保罗•米勒（Paul Hermann Müller）发现DDT可以迅速杀死蚊子、虱子和农作物害虫并且安全性高，1942年商品化的DDT上市并在二战后期大大降低了疟疾、伤寒和霍乱等传染病的发病率。此后DDT便一直占据杀虫剂市场，聚焦于天然除虫菊酯的研究则相对较少，直到上世纪60年代科学家发现DDT在环境中极难降解，并且会在动物体内蓄积，严重破坏了生态平衡。1962年，美国海洋生物学家雷切尔•卡森（Rachel Louise Carson）在所著《寂静的春天》一书中论述了农药与环境污染，极大唤醒了公众的生态环保意识。

图 5 保罗•米勒和DDT的化学结构

三、除虫菊酯的“复兴”

事实上，就在围绕DDT研究非常火热的时候，世界上仍有小部分科学家坚守阵地对除虫菊酯展开更加深入的探索，其中就包括它的精确化学结构。前文提到，早期Hermann Staudinger和Leopold Ružička的研究比较粗略，这是受限于当时的科学理论和实验条件都不甚完善。随着分离技术和分析手段的日益成熟，全世界科学家通力合作，前后共花费数十年时间才最终“修正”了1924年提出的除虫菊酯结构。

图 6 除虫菊酯的精确化学结构

更深入的研究表明，除虫菊酯其实是相当复杂的混合物，除了最主要的pyrethrin I和pyrethrin II成分外，不同“片段”互相组合还有四种含量较少的化合物，这些化合物结构上虽有差异，却都具有杀虫作用。除虫菊酯的杀虫谱比较广，能够杀灭许多卫生和农林害虫，并且无抗药性，对人和其他温血动物的毒性也很小，但由于它对光的稳定性差，所以只适合在室内用于防治蚊、蝇，以及蟑螂等卫生害虫，不宜作为农药在田间进行喷洒使用。

图 7 成分复杂的除虫菊酯混合物

鉴于除虫菊酯优良的杀虫效果，人们试图在它的母核结构上进行修饰以期获得更好的杀虫效果。迄今为止，人们已经成功“改造”了数十种除虫菊酯衍生物，并且广泛用于商品化的杀虫剂中。此外，人们发现许多化合物本身并无杀虫效果或杀虫效果微弱，一旦与除虫菊酯混合则能大大提高杀虫能力，这类物质被称为增效剂（synergists），例如40mg的除虫菊酯与420mg酰胺（N-isobutylundecylenamide）混合后可以发挥超过100mg单独除虫菊酯的杀虫能力。

图 8 代表性的除虫菊酯增效剂

四、结束语

除虫菊酯的发现源于大自然中一类独特的菊类植物，历经百年在科学家的妙手之下神秘的杀虫物质终于显露真身，由此可以看出，化学是人类改造自然造福人类的强有力工具。此外，天然产物仿佛是大自然对人类的无私馈赠，未来我们一定还能从这座天然宝库中挖掘出更多对人类有益的物质，更好地提高生活品质。

参考资料

  • [1] 华纯. 拟除虫菊酯类农药的进展和剂型[J]. 世界农药, 2009, 31(5): 39-44.
  • [2] Cox C. Pyrethrins/pyrethrum[J]. Journal of pesticide reform, 2002, 22(1): 14-20.
  • [3] Ensley S M. Pyrethrins and pyrethroids[M]//Veterinary toxicology. Academic Press, 2018: 515-520. DOI: 10.1016/B978-0-12-811410-0.00039-8
  • [4] Proudfoot A T. Poisoning due to pyrethrins[J]. Toxicological reviews, 2005, 24(2): 107-113. DOI: 10.2165/00139709-200524020-00004

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本次介绍的论文中报道了使用镍催化剂的链烯基酰胺的1,2-二芳基化反应的开发。通过使用富马酸酯作为配体，可以很简单的将含有酰胺基团的烯烃进行二芳基化。

非共轭烯烃的1,2-二芳基化反应

烯烃是一种非常有用的结构单元，可通过引入取代基构建复杂的分子结构。近年来，区域选择性地将两种类型的官能团引入烯烃中的方法学的开发受到研究人员的关注。其中，使用钯或镍催化剂催化的烯烃的1,2-二芳基化反应已经被报道[1]。要实现该反应，最大的关键是抑制底物-金属活性种的β–氢消除。有许多能够产生π-烯丙基和π-苄基配合物的1,3-二烯或苯乙烯的1,2-二芳基化由于能够稳定活性中间体，因此被研究报道的比较多(图1A)[2]。另外，还有一些报道表明取向基团的烯烃如喹啉酰胺，亚胺和吡啶基硅烷，可通过与烷基金属物种配位从而实现稳定中间体的作用，抑制β–氢消除生成1,2-二芳基化合物(图1B)[3]。

　这次、Engle助理教授等人，通过使用具有富马酸酯作为配体的镍催化剂，成功地对具有更一般的酰胺基团的烯烃进行1,2-二芳基官能团化(图1C)。

图1.烯烃的1,2-二芳基化反应

“Nickel-Catalyzed 1,2-Diarylation of Simple Alkenyl Amides”

Derosa, J.; Kleinmans, R.; Tran, V. T.; Karunananda, M. K.; Wisniewski, S. R.; Eastgate, M. D.; Engle. K. M.  J. Am. Chem. Soc.2018,140, 17878.

DOI: 10.1021/jacs.8b11942

论文作者介绍

Keary M. Engle

履历：
2003–2007 B.S. in Chemistry, Economics, Mathematics, and Statistics University of Michigan (Prof. Adam J. Matzger)
2008–2013 Ph.D. in Chemistry, The Scripps Research Institute (Prof. Jin-Quan Yu)
2008–2013 D.Phil. in Biochemistry,University of Oxford (Prof. Veronique Gouverneur and John M. Brown)
2013–2015 NIH Postdoctoral Fellow,Caltech (Prof. Robert H. Grubbs)

2015–Assistant Professor of Chemistry, The Scripps Research Institute

研究内容：烯烃的区域选择性官能团化方法学开发

论文概要

该反应通过在异丁醇溶剂中、富马酸二甲酯作为配体的镍催化剂的存在下、加入氢氧化钠，在室温下使链烯基酰胺1，碘苯2和芳基硼酸酯3混合进行反应，从而产生高产率的1,2-二芳基化产物(图2A)。本反应的底物适用范围广、无论芳基硼酸酯具有给电子取代基或吸电子取代基，反应都可以以良好的收率进行。该反应适用于具有给电子取代基的碘代芳烃，可以中~高产率获得所需产物。另外β,γ–与γ,δ–链烯烃酰胺同样适用该反应。值得注意的是，即使在酰胺氮上具有各种烷基取代基，反应也能顺利进行。

　DFT计算表明，羰基作为导向基团，富马酸二甲酯（一种缺电子的烯烃配体）促进了催化剂循环的还原消除过程。因此，作者推定的反应机理如下所示(图2B)。首先，将碘代芳烃氧化加成到镍(0)催化剂中，然后与链烯基酰胺配位(I)。接下来，通过配位插入和配体交换，形成镍循环(II)。接下来与芳基硼酸酯进行金属转移反应后(III)、再进行还原消除得到1,2-二芳基化产物(IV)。

图2. (A) 底物适用范围 (B) 推定反应机理

综上所述、使用镍催化剂和富马酸二乙酯、实现了非共轭链烯基酰胺的1,2-二芳基化反应。预期通过酰胺键的转换可以通过本手法进行复杂化合物的合成。

参考文献

  1. (a) Derosa, J.; Tran, V. T.; van der Puyl, V. A.; Engle, K. M. AldrichimicaActa 2018, 51, 21.(b)Giri, R.; KC, S. J. Org. Chem.2018, 83, 3013.DOI: 10.1021/acs.joc.7b03128
  2. (a) Stokes, B. J.; Liao, L.; de Andrade, A. M.; Wang, Q.; Sigman, M. S. Org. Lett. 2014, 16, 4666. DOI: 10.1021/ol502279u (b)Urkalan, K. B.; Sigman, M. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2009,48, 3146.DOI: 10.1002/anie.200900218
  3. (a) Derosa, J.; Tran, V. T.; Boulous, M. N.; Chen, J. S.; Engle, K. M. J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 10657. DOI: 10.1021/jacs.7b06567 (b) Shrestha, B.; Basnet, P.; Dhungana, R. K.; KC, S.; Thapa, S.; Sears, J. M.; Giri, R. J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 10653.DOI: 10.1021/jacs.7b06340 (c)Thapa, S.; Dhungana, R. K.; Magar, R. T.; Shrestha, B.; KC, S.; Giri, R. Chem. Sci.2018, 9, 904.DOI: 10.1039/c7sc04351a (d)Basnet, P.; KC, S.; Dhungana, R. K.; Shrestha, B.; Boyle, T. J.; Giri, R. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 15586. DOI: 10.1021/jacs.8b09401

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 //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/2019/02/j-am-chem-soc-%e5%b0%86%e4%b8%a4%e4%b8%aa%e8%8a%b3%e5%9f%ba%e5%bc%95%e5%85%a5%e9%93%be%e7%83%af%e5%9f%ba%e9%85%b0%e8%83%ba%e4%b8%ad.html/feed 0 24617 Rauhut-Currier反应 //www.gsbet888.com/reactions/%e5%8a%a0%e6%88%90%e5%8f%8d%e5%ba%94/2018/06/rauhut-currier%e5%8f%8d%e5%ba%94.html //www.gsbet888.com/reactions/%e5%8a%a0%e6%88%90%e5%8f%8d%e5%ba%94/2018/06/rauhut-currier%e5%8f%8d%e5%ba%94.html#respond Asymmboy Thu, 07 Jun 2018 22:32:55 +0000 加成反应 二聚 烯烃 膦催化 //www.gsbet888.com/?p=19102 概要 Rauhut-Currier反应(Rauhut-Currier reaction, RC reaction)又称为Rauhut-Currier二聚反应(Rauhut-Currier demerization)是在少量质子源如叔丁醇存在下，有机膦催化的缺电子烯烃的二聚反应。该反应在1963年，由美国氨腈公司(American Cyanamide Company) 的M.M. Rauhut与H. Currier首次报道[1]。1970年，McClure报道了首例膦催化下两种活化烯烃之间的交叉Rauhut-Currier反应[2]。然而，该反应条件下，目标产物的产率与选择性较低。 1977年，D. A. White 研究组报道了二(丁二酮肟)合钴(I)阴离子催化的活化烯烃的二聚反应[3]。 1986年R. J. McKinney研究组报道了均相钌催化的Rauhut-Currier反应[4], 并对影响反应速率及反应选择性的各类因素进行了系统研究。 1998年，C. S. Yi 研究了C5Me5Ru(PCy3)H3促进的Rauhut-Currier反应[5]，并成功实现了将丙烯酸酯及其它α,β-不饱和羰基化合物转化为1,5-二羰基化合物的反应。 1987年，D. V. Basavaiah报道了DABCO(有机胺)催化的α,β-不饱和酮与α,β-不饱和腈的二聚反应[6]，取得了优良的产率。 1990年，S.E. Drewes 报道了DABCO (有机胺) 催化的α,β-不饱和酯的二聚反应[7]，研究表明在该反应条件下同样取得优良的产率。 2002年M.J. Krische 等报道了有机膦催化的Michael环化异构化反应(Michael cycloisomerisation)，即分子内Rauhut-Currier反应[8](intramolecular Rauhut-Currier reaction, IRC reaction, 又称为插烯Morita (森田 健一, 東洋レーヨン株式会社基礎研究所, Morita Kenichi, The Basic Research Laboratories Toyo Rayon Company Ltd)-Baylis-Hillman reaction)，成功合成了各种五元与六元环化合物。 随后，W. R. Roush 研究组将上述反应扩展至其它活化烯烃及醛类化合物[9]–[11]。 P.J. Murphy采用硫醇催化剂参与的Rauhut-Currier反应，成功实现了对称双苯烯酮及不对称enone-enoate的合成[12]。 2003年，J. G. Verkade采用具有较大位阻的超强碱proazaphosphatranes作为催化剂，成功实现了的head-to-tail二聚，并获得优良的产率[13]。 2004年，M. J. Krische[14]将底物应用范围扩展至烯基砜。 2007年S. J. Miller 报道了由保护型半胱氨酸(Protected Cysteine)催化的首例对映选择性Rauhut-Currier反应[15]。   2008年，K. A. Scheidt 报道了在Lewis酸(Sc(OTf)3)条件下进行的硅氧基联烯(α-酰基乙烯基等价物)的分子内Rauhut-Currier反应[16]。该反应条件具有优良的官能团兼容性、产率及Z-选择性。引入手性配体即可获得优良的对映选择性。 2012年，J. A. MacKay 报道了由分子内联烯烯醇(Allenolate)参与的Rauhut-Currier反应，该条件可以获得传统的条件下无法获得的产物[17]。 2016年，Y. Lu通过对映选择性分子内联烯醇负离子(Allenolate)的Rauhut-Currier反应，成功完成了环己二烯酮的去对称化反应[18]。 2017年， K. C. Bharadwaj采用丙烯酰胺的Rauhut-Currier反应，完成了quinolone类化合物的合成[19]。 目前Rauhut-Currier反应已经广泛应用于各类生物活性天然产物构建时的关键步骤[20]– [24]。 基本文献 [1] M. M. Rauhut, H. Currier, U.S. Patent 1963, 3074999. [2] J. D. McClure, J. Org. Chem. 1970, 35, 3045. doi: 10.1021/jo00834a039. […]

概要

Rauhut-Currier反应(Rauhut-Currier reaction, RC reaction)又称为Rauhut-Currier二聚反应(Rauhut-Currier demerization)是在少量质子源如叔丁醇存在下，有机膦催化的缺电子烯烃的二聚反应。该反应在1963年，由美国氨腈公司(American Cyanamide Company) 的M.M. Rauhut与H. Currier首次报道[1]。1970年，McClure报道了首例膦催化下两种活化烯烃之间的交叉Rauhut-Currier反应[2]。然而，该反应条件下，目标产物的产率与选择性较低。

1977年，D. A. White 研究组报道了二(丁二酮肟)合钴(I)阴离子催化的活化烯烃的二聚反应[3]。

1986年R. J. McKinney研究组报道了均相钌催化的Rauhut-Currier反应[4], 并对影响反应速率及反应选择性的各类因素进行了系统研究。

1998年，C. S. Yi 研究了C5Me5Ru(PCy3)H3促进的Rauhut-Currier反应[5]，并成功实现了将丙烯酸酯及其它α,β-不饱和羰基化合物转化为1,5-二羰基化合物的反应。

1987年，D. V. Basavaiah报道了DABCO(有机胺)催化的α,β-不饱和酮与α,β-不饱和腈的二聚反应[6]，取得了优良的产率。

1990年，S.E. Drewes 报道了DABCO (有机胺) 催化的α,β-不饱和酯的二聚反应[7]，研究表明在该反应条件下同样取得优良的产率。

2002年M.J. Krische 等报道了有机膦催化的Michael环化异构化反应(Michael cycloisomerisation)，即分子内Rauhut-Currier反应[8](intramolecular Rauhut-Currier reaction, IRC reaction, 又称为插烯Morita (森田 健一, 東洋レーヨン株式会社基礎研究所, Morita Kenichi, The Basic Research Laboratories Toyo Rayon Company Ltd)-Baylis-Hillman reaction)，成功合成了各种五元与六元环化合物。

随后，W. R. Roush 研究组将上述反应扩展至其它活化烯烃及醛类化合物[9]–[11]。

P.J. Murphy采用硫醇催化剂参与的Rauhut-Currier反应，成功实现了对称双苯烯酮及不对称enone-enoate的合成[12]。

2003年，J. G. Verkade采用具有较大位阻的超强碱proazaphosphatranes作为催化剂，成功实现了的head-to-tail二聚，并获得优良的产率[13]。

2004年，M. J. Krische[14]将底物应用范围扩展至烯基砜。

2007年S. J. Miller 报道了由保护型半胱氨酸(Protected Cysteine)催化的首例对映选择性Rauhut-Currier反应[15]。

 

2008年，K. A. Scheidt 报道了在Lewis酸(Sc(OTf)3)条件下进行的硅氧基联烯(α-酰基乙烯基等价物)的分子内Rauhut-Currier反应[16]。该反应条件具有优良的官能团兼容性、产率及Z-选择性。引入手性配体即可获得优良的对映选择性。

2012年，J. A. MacKay 报道了由分子内联烯烯醇(Allenolate)参与的Rauhut-Currier反应，该条件可以获得传统的条件下无法获得的产物[17]。

2016年，Y. Lu通过对映选择性分子内联烯醇负离子(Allenolate)的Rauhut-Currier反应，成功完成了环己二烯酮的去对称化反应[18]。

2017年， K. C. Bharadwaj采用丙烯酰胺的Rauhut-Currier反应，完成了quinolone类化合物的合成[19]。

目前Rauhut-Currier反应已经广泛应用于各类生物活性天然产物构建时的关键步骤[20]– [24]。

基本文献

 

反应机理

  • 有机膦催化

  • 钌催化剂催化

  • 对映选择性Rauhut-Currier反应


  • 分子内联烯烯醇参与的Rauhut-Currier反应

参考文献

反应实例

  • FR182877的全合成[1]

  • spinosyn A Tricyclic Nucleus的全合成[2]

  • (±)-ricciocarpin A的全合成[3]

实验步骤

氮气气氛下，向圆底烧瓶中加入甲基乙烯基酮(1 eq.)、氢醌 (0.006 eq.)、Ph3P (7.1 mmol)及叔丁醇(底物浓度为0.16 M)。将上述反应混合物在118oC下搅拌直至反应结束。反应结束后，将溶剂与未转化的甲基乙烯基酮通过减压蒸馏除去。将残余物 通过小型Vigreux分馏柱进行蒸馏(在1.2 mmHg压力下，收集55-75oC的馏分) 获得粗产物。将粗产物通过2-ft spinning-band 分馏柱进一步分馏 (在5 mmHg压力下，收集91-92oC的馏分)纯化，获得相应目标产物。

 

实验技巧

参考文献

 

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 //www.gsbet888.com/reactions/%e5%8a%a0%e6%88%90%e5%8f%8d%e5%ba%94/2018/06/rauhut-currier%e5%8f%8d%e5%ba%94.html/feed 0 19102 [2+2]光环化反应 [2+2] Photocyclization //www.gsbet888.com/reactions/2018/01/22%e5%85%89%e7%8e%af%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94-22-photocyclization.html //www.gsbet888.com/reactions/2018/01/22%e5%85%89%e7%8e%af%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94-22-photocyclization.html#respond LuWenjie Tue, 16 Jan 2018 22:10:32 +0000 新利18体育 自由基反应 光照 双自由基 烯烃 //www.gsbet888.com/?p=17677 概要 烯烃之间的加成环化反应，是一种一次性构建扭曲的环丁烷环和复杂的碳骨架的强力的手法。 [2π+2π]体系一般是热禁止的（opposed to a thermal process），除了特殊的情况，一般都是使用光环化条件。为了精确控制位置选择性，经常用于分子内环化。缺电子烯烃与富电子烯烃是常用的组合。   关联反应（本网站） Di-π-methane Rearrangement de Mayo Reaction Norrish Reaction [2+2] Cycloaddition of Ketene [6π]Photocyclization 基本文献 Ciamician, G.; Silber. P. Ber. 1908, 41, 1928. doi:10.1002/cber.19080410272 <Review> Oppolzer, W. Acc. Chem. Res. 1982, 15, 135. DOI: 10.1021/ar00077a002 Crimmins, M. T. Chem. Rev. 1988, 88, 1453. DOI: 10.1021/cr00090a002 Winkler, J. D.; Bowen, C. M.; Liotta, F. Chem. Rev. 1995, 95, 2003. DOI: 10.1021/cr00038a010 Bach, T. Synthesis 1998, 683. DOI: 10.1055/s-1998-2054 Crimmins, M. T.; Reinhold, T. L. Org. React. 2004. doi:10.1002/0471264180.or044.02   开发历史 1908年，Clamician等人发现carvone在用太阳光照一年后变成了樟脑。在这之后直到1950年代，才花大精力集中在光环化反应的开发上，并且发现该方法是用于构筑复杂化合物非常有效的方法。 Giacomo Luigi Ciamician   反应机理 通过光照生成双自由基中间体，它与其他烯烃逐步反应生成环丁烷。由于这个原因，烯烃的几何异构不一定能够反映在环丁烷产物中。（参考: Chem. Rev. 1993, 93, 3.） 反应实例 Saudin的合成[1] 与Retro-Mannich反应组合使用用于Manzamine A的骨架合成[2] Pentacycloannamoxic acid的合成[3] Quadricyclane的合成[4] Ginkgolide B的合成[5] 实验步骤   实验技巧 ※280 […]

概要

烯烃之间的加成环化反应，是一种一次性构建扭曲的环丁烷环和复杂的碳骨架的强力的手法。

[2π+2π]体系一般是热禁止的（opposed to a thermal process），除了特殊的情况，一般都是使用光环化条件。为了精确控制位置选择性，经常用于分子内环化。缺电子烯烃与富电子烯烃是常用的组合。

 

关联反应（本网站）

基本文献

<Review>

 

开发历史

1908年，Clamician等人发现carvone在用太阳光照一年后变成了樟脑。在这之后直到1950年代，才花大精力集中在光环化反应的开发上，并且发现该方法是用于构筑复杂化合物非常有效的方法。

Giacomo Luigi Ciamician

 

反应机理

通过光照生成双自由基中间体，它与其他烯烃逐步反应生成环丁烷。由于这个原因，烯烃的几何异构不一定能够反映在环丁烷产物中。（参考: Chem. Rev. 1993, 93, 3.）

反应实例

Saudin的合成[1]

与Retro-Mannich反应组合使用用于Manzamine A的骨架合成[2]

Pentacycloannamoxic acid的合成[3]

Quadricyclane的合成[4]

Ginkgolide B的合成[5]

实验步骤

 

实验技巧

※280 nm以下的波长无透过法Pyrex制玻璃容器。如若必须使用280 nm以下的波长的话，请选择用石英制容器。

※高压水银灯照射波长范围为200-600nm。由于会产生大量热量，有可能使得反应容器温度上升，通常在使用的时候需要使用恒温槽。

 

参考文献

[1] Winkler, J. D.; Doherty, E. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7425. DOI: 10.1021/ja9916198
[2] Winkler, J. D.; Axten, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6425. DOI: 10.1021/ja981303k
[3] Mascitti, V.; Corey, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3118. DOI: 10.1021/ja058370g
[4] Smith, C. D. Org. Synth. 1971, 51, 133. DOI: 10.15227/orgsyn.051.0133
[5](a) Crimmins, M. T. et al. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10249. DOI: 10.1021/ja993013p (b) Crimmins, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8453. DOI: 10.1021/ja001747s

 

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概要

Zweifel 烯基化是在碱性条件下，烯基硼酸酯或烯基硼烷与碘作用形成烯烃的反应。该反应在1967年由美国California大学(Unicersity of California)的G. Zweifel课题组首次报道，反应具有高度的立体选择性，主要生成(Z)-烯烃[1]。（封面图）

 

之后，该课题组在无碱存在的条件下，采用溴化氰进行反应，以高度立体选择性的方式获得(E)-烯烃[2]。同时，研究发现采用手性硼烷时，该反应同样具有高度的立体专一性[3]。

1973年，H. C. Brown将该反应条件应用于炔烃的合成[4]。

然而，在反应结束后，烯基硼烷的两个烷基中，只有一个烷基能够进入烯烃产物中，由此造成硼烷的浪费(尤其对于一些难以合成且价格昂贵的硼烷)，有时还存在不同烷基间的竞争性迁移问题，从而降低烯烃的产率与反应的区域选择性。为解决这一问题，Zweifel采用三甲胺氧化物将而乙烯基硼烷氧化为硼酸酯(在空气中较为稳定)，随后进行下一步的烯基化反应，成功地解决了之前采用具有低迁移性能的烷基取代的烯基硼烷时出现的竞争性迁移(烷氧基的迁移能力较低)及硼烷利用率低的问题[5]。

1976年，Evans与Mattesson 采用有机锂试剂与硼酸酯形成的酸根配合物，将硼酸酯的底物范围扩展至烯基硼酸酯与二级烷基硼酸酯[6]-[8]。

 

2016年，Aggarwal研究组采用类似条件，将硼酸酯的应用范围进一步扩展至具有杂原子的烯基硼酸酯，同时，使该反应具有高度的对映专一性[9]。

2017年，Aggarwal采用硼酸酯与Grignard试剂形成的酸根配合物，将硼酸酯的应用范围有效地扩展至一级、二级、三级烷基硼酸酯及芳基硼酸酯，同时，将该反应成功应用于大位阻烯烃的合成[10]- [13]。

Zweifel 烯基化反应为Suzuki-Miyaura反应的强有力的补充[14]，反应无需过渡金属催化剂参与，能够以高度对映专一性的方式实现光学纯度的二级、三级烷基硼酸酯与烯基金属化合物之间的偶联反应。

基本文献

反应机理

反应实例

(+)-faranal的全合成[1]

(-)-stemaphylline的全合成[2]

[5]-ladderanoic acid的全合成[3]

实验步骤

(Z)-烯烃的合成: 在-10oC下，向原位制备的烯基硼烷(1 eq.)中加入6 M NaOH(3.6 eq.)溶液，随后用恒压滴液漏斗向上述反应混合物中缓慢滴加碘(1.3 eq.)的四氢呋喃溶液(2.5 M, 超过15 min滴加完毕)。再将上述反应液升至室温，直至反应完成。反应结束后，用硫代硫酸钠溶液除去过量的碘，再将上述反应混合物用戊烷进行萃取，合并的有机相采用无水硫酸钠进行干燥。蒸馏纯化后，获得相应目标产物。

(E)-烯烃的合成: ① 烯基硼烷的原位合成:在THF中加入烯烃(2 eq.)与BH3 (1.1 eq.)，再将上述溶液中加入炔烃(1 eq.)的THF溶液(2.5 M), 并维持反应液温度在0-5oC之间。之后将上述反应混合物升至室温，并在室温下搅拌30min。②烯基化:在0oC下减压除去烯基硼烷中的THF溶剂，并维持0oC，同时加入二氯甲烷及溴化氰(1.3 eq.)的二氯甲烷(0.83 M)溶液，之后继续维持0oC，将上述反应液搅拌2 h，2 h后，加入6M NaOH溶液，将反应混合物进行稀释。烯烃产物采用戊烷进行萃取，粗产物通过短Vigreux分馏柱进行分馏纯化，获得相应目标产物。

实验实验安全须知

小编郑重提示：溴化氰有剧毒，反应结束后，加碱稀释获得(E)-烯烃的过程中，会产生剧毒的氰化物。反应需要在通风效果极为优良的通风橱内小心操作。反应后处理过程产生的废液及使用过的玻璃器皿均需要采用饱和次氯酸钠溶液进行无害化处理(加入碱将pH调至11，加入次氯酸钠饱和彻底搅拌后，静置过夜。1mol的氰化物需要加入500mL NaOCl饱和溶液)，并用氰根试纸检测至氰离子含量(小于10-4 M)合格后，才可倒入指定废液缸。氰化物的处理过程同样需要在通风效果极为优良的通风橱内仔细操作。

 

参考文献

  • [1] G. Dutheuil, M. P. Webster, P. A. Worthington, V. K. Aggarwal, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6317. doi: 10.1002/anie.200901194.
  • [2] A. Varela, L. K. B. Garve, D. Leonori, V. K. Aggarwal, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 2127. doi: 10.1002/anie.201611273.
  • [3] J. A. M. Mercer, C. M. Cohen, S. R. Shuken, A. M. Wagner, M. W. Smith, F. R. Moss, M. D. Smith, R. Vahala, A. Gonzalez-Martinez, S. G. Boxer, N. Z. Burns, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15845.doi: 10.1021/jacs.6b10706.

 

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