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3-共轭二烯和苯酚的氢芳基化反应,推进了多取代烯烃的立体选择性合成及烯丙基化学的发展

6 10月 , 2019  

1,3-共轭二烯的选拔性氢芳基化是一种轻巧、高效的合成烯丙基替代混合苯的情势,在合成化学上具有重大要义。近年来,该类辛烷的氢芳基化反应往往经过渡金属催化对二甲苯的C-H键活化学工业机械制或金属路易斯酸催化的四十烷的傅-克烷基化学工业机械理发生。但是,这么些系统常常必要较高的反馈温度,并且个中涉及的酸性官能团在反馈进度中再三存在包容性的难题。因而,发展温和、高效的催化计谋达成1,3-二烯的选用性氢芳基化是一个要害课题。

碳酸酯可由环氧双环戊二烯与二氧化碳反应生成,碳酸酯的快捷使用能有援助作为地下天然气碳源替代品之一的二氧化碳的赛璐珞转化,具有主要性的战术意义。近期,《中国科学报》采访者访问西安应战役线科学工夫研讨院教授郭武生时理解到,他以碳酸酯及其衍生物为原料,完成了体系具有挑衅性的药品分子及中间体的飞跃合成,扩充了碳酸酯及衍生物的赛璐珞应用,推进了多代替异丁烯的立体选用性合成及烯丙基化学的开垦进取。

不久前,小编校化学化文大学黎书华课题组基于量子化学总结结合调研进步了一种新的氢芳基化方法,利用有机硼Louis酸和丙酮类衍生物达成1,3-共轭二烯的采纳性氢芳基化反应。相关成果揭橥在德意志应化杂志(Angew.
Chem. Int. Ed, 2018, DOI: 10.1002/anie.201811729)。

烯丙胺是合成化学及药化中极度首要的核心单元。烯丙基亲核替代是合成烯丙胺最常用的艺术。郭武生告诉访员,如何行使烯丙基化学高效营造主要的药品中间体手性a-双代表烯丙胺,具备巨大挑衅。同期,对于钯催化的烯丙基亲核替代反应,胺更易进攻位阻十分的小的烯丙基钯端位碳生成线状产物,怎么样带领胺进攻位阻相当大的烯丙基钯间位碳是合成手性a-双代表烯丙胺支状产物的机要。

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于是乎,郭武生引导团队分别以环状、线状碳酸酯为原料,利用氢键诱导等计划,成功完成a-双代替烯丙胺的歇斯底里称合成;环己酮也适用于该连串合成手性烯丙基白芷醚。烯丙基白芷胺的研究在摘登上个月入选JACS。美国科学院院士、东瀛化学会主席HisashiYamamoto接二连三一遍将该种类专业视作前段时间商讨亮点加以介绍,认为合成a-双代表烯丙胺是“卓殊具备挑衅的”,并提出郭武生用“特别轻巧的新点子”完毕了a-双代替烯丙胺的合成。

图1. B3催化的1,3-共轭二烯与丁酮的选拔性氢芳基化反应

多代替十二烷片段是另一种常见存在于天然产物及药品分子中的基本单元。怎么样构营造体构型单一,达成立体选拔性合成多取代庚烷是此类商量的机要科学难点。作为癸烷的一类,烯甲缩醛是合成甘油、丁二醇、增塑剂和工程塑料的注重化学工业原料。钻探多替代烯甲醛新骨架的立体选拔性合成,既可以推进其在工产中的新应用,同期也为多代替己烯的立体可控合成提供借鉴意义。

该职业中,理论计算发掘B3与双酚A缔合造成的Louis酸碱复合物I能够明显抓好丁酮的酚羟基中性(neutrality),可将1,3-共轭二烯质子化,进而发生亲电烷基化反应并生成对应的氢芳基化产物4aa
。与任何竞争影响通道(如共轭二烯的二聚、产物的分子内环化等)相比较,选取性生成1,2-氢芳基化产物是重力学有利的。后续实验条件的优化,以及同位素标志等实调整实验验证实了驳斥计算建议的机理。进一步的底物钻探表明,以B3为催化剂,能够很有利地落到实处一雨后玉兰片1,3-共轭二烯和丁酮的氢芳基化反应。该方法也能完毕克级规模的合成,获得的产物‒烯丙基丁酮类衍生物可进一步爆发疏子内环合反应,生成苯并四氢吡喃或苯并呋喃等衍生物。其它,我还将该情势被成功地运用于复杂药物相关成员的构造修饰。

郭武生以烯丙基环状碳酸酯为原料,利用催化脱羧产生六元环钯中间体的政策,禁止了立体异构体副产物的演进,实现了立体接纳性合成多代替烯丙二醇或胺。该研讨被选为JACS封面珍视广播发表,评价认为,该类反应是全合成的精致工具,该系统适用于满含水在内的不等亲核武器试验剂,在立体采纳性合成多替代烯乙醇方面有着极强的普适性,将推向立体选取性合成多代替乙烯的上扬。

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何况,郭武生还考察到,胺基甲酸酯类化合物在农药和医药领域有着非常注重的利用,也可看成合成聚氨酯的单体,合成聚氨酯前年全球产量达1800万吨。环状碳酸酯胺化是合成胺基甲酸酯的极品渠道且无杂质生成。不过,川白芷胺的亲核性很糟糕,怎么样达成环状碳酸酯的白芷胺化开环生成胺基甲酸酯是绝非解决的重大科学难题。通过研究,郭武生相继合成了手性g-双代替粗纤维、顺式和反式胺基甲酸酯及其衍生物,并合成了医疗T细胞淋巴瘤药物Vorinostat、肌肉松弛剂Carisoprodol、癫痫医疗药物Felbatol衍生物等药品分子。

图2. 要是的B3催化的1,3-共轭二烯与苯酚的采纳性氢芳基化反应机制

《中国科学报》(2018-09-25第8版科创)

化学化历史高校黎书华教师为该职业的简报笔者,化学化文大学王国强大学生和硕士生高留洲为该文章共同第一小编,程旭教师加入了诗歌的点拨职业。该研讨专门的学业获得了国家自然科学基金等项指标捐助。

(化学化教院 科学本领处)

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