研究论文介绍

Green Chem.:可见光条件下的三组分Minisci反应研究

本文作者:杉杉

导读

近期,南开大学的汪清民团队在Green Chem.中发表论文,报道一种全新的三组分Minisci反应方法学,进而成功实现一系列杂芳基乙醇类分子的构建,这一全新的三组分反应策略具有温和的反应条件以及良好的合成应用价值等优势。

Visible-light-mediated three-component Minisci reaction for heteroarylethyl alcohols synthesis

Dong, F. Yue, J. Liu, H. Song, Y. Liu, Q. Wang, Green Chem. 2021, 23, 7963. doi: 10.1039/D1GC02807C.

正文

芳乙醇骨架单元广泛存在于各类生物活性天然产物以及合成药物等分子中(Scheme 1A)。因此,芳乙醇类分子的构建已经备受诸多研究团队的广泛关注[1]-[2]。然而,对于杂芳基乙醇类分子的构建,则较少有相关的文献报道。这里,受到前期对于各类杂环芳香化合物的自由基烷基化反应 (即Minisci反应, Scheme 1B)方法学[3]-[5]以及光氧化还原催化的烯基化合物双官能团化[6]-[7]反应方法学相关研究报道的启发,南开大学的汪清民团队成功设计出一种全新的N-杂环芳香化合物、烯基化合物以及 H2O分子之间的三组分Minisci反应方法学,进而成功实现一系列杂芳基乙醇类化合物的构建 (Scheme 1C)。

首先,作者采用4-甲基喹啉1、环己烯2与H2O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Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6作为光催化剂,K2S2O8作为氧化剂,DMSO/水 (6:1 v /v)作为反应溶剂,36 W的蓝光LED辐射,反应温度为室温,最终获得94%收率的杂芳基乙醇产物3

在上述的最佳反应条件下,作者首先对各类N-杂环芳香化合物的应用范围进行考察 (Table 2)。研究表明,上述的标准反应体系对于一系列在C2 或C4位置具有不同吸电子与供电子基团取代的喹啉与异喹啉衍生物,均能够顺利地参与上述的合成转化过程,并以中等至良好的反应收率以及优良的区域选择性,获得相应的杂芳基乙醇产物316。同时,研究发现,上述的标准反应条件对于菲啶、吡啶、苯并噻唑、嘧啶、咪唑并哒嗪以及药物分子quinoxyfen,同样能够良好地兼容。之后,该小组进一步对各类烯基化合物的底物应用范围进行深入研究。实验表明,上述的标准反应体系对于各类非环与脂环烯基化合物,均能够有效地兼容,并以中等至良好的反应收率以及高度的区域与立体选择性 (anti/syn > 20/1),获得相应的目标产物2629。同时,作者进一步发现,将上述的标准反应条件应用于末端烯基化合物、苯乙烯、环己二烯以及2-环戊烯酮底物时,均无法获得预期的杂芳基乙醇产物。

之后,该小组通过如下的相关研究进一步表明,这一全新的三组分反应策略具有潜在的合成应用价值(Scheme 2)。

同时,作者通过自由基捕获实验 (Scheme 3)的相关研究以及HRMS的检测表明,上述的反应过程中涉及自由基中间体的参与。之后,作者发现,在氘标记实验的研究中,并未观察到产物3中的α-羟基与苄基位置存在氘原子的取代。并且,作者进一步通过light/dark实验表明,反应过程中可能涉及通过光氧化还原催化剂引发的自由基链传递步骤。

基于上述研究以及前期的文献报道[8]-[9],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 4)。

总结

南开大学的汪清民团队成功设计出一种全新的三组分Minisci反应方法学,进而成功实现一系列杂芳基乙醇类分子的构建,这一全新的三组分反应策略具有广泛的底物应用范围、高度的官能团兼容性、温和的反应条件以及高度的原子与步骤经济性等优势。

参考文献

  • [1] (a) P. Eilbracht, L. Bärfacker, C. Buss, C. Hollmann, B. E. Kitsos-Rzychon, C. L. Kranemann, T. Rische, R. Roggenbuck, A. Schmidtnbuck, A. Schmidt, Chem. Rev. 1999, 99, 3329. doi: 10.1021/cr970413r.
  • (b) K. Takahashi, M. Yamashita, T. Ichihara, K. Nakano, K. Nozaki, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 4488. doi:10.1002/anie.201001327.
  • (c) A. N. Campbell, P. B. White, I. A. Guzei, S. S. Stahl, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15116. doi: 10.1021/ja105829t.
  • [2] G. Dong, P. Teo, Z. K. Wickens, R. H. Grubbs, Science 2011, 333, 1609. doi: 10.1126/science.1208685.
  • [3] R. S. J. Proctor, R. J. Phipps, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 13666. doi: 10.1002/anie.201900977.
  • [4] C. A. Correia, L. Yang, C. J. Li, Org. Lett. 2011, 13, 4581. doi: 10.1021/ol201774b.
  • [5] (a) J. Dong, F. Yue, W. Xu, H. Song, Y. Liu, Q. Wang, Green Chem. 2020, 22, 5599. doi: 10.1039/D0GC02111C.
  • (d) K. Niu, L. Ding, P. Zhou, Y. Hao, Y. Liu, H. Song, Q. Wang, Green Chem. 2021, 23, 3246. doi: 10.1039/D1GC00861G.
  • (c ) J. Dong, Q. Xia, X. Lyu, C. Yan, H. Song, Y. Liu, Q. Wang, Org. Lett. 2018, 20, 5661. doi:10.1021/acs.orglett.8b02389.
  • [6] (a) N. A. Romero, D. A. Nicewicz, Chem. Rev. 2016, 116, 10075. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00057.
  • (b) M. H. Shaw, J. Twilton, D. W. C. MacMillan, J. Org. Chem. 2016, 81, 6898. doi: 10.1021/acs.joc.6b01449.
  • [7] (a) C. C. Nawrat, C. R. Jamison, Y. Slutskyy, D. W. C. MacMillan, L. E. Overman, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 11270. doi: 10.1021/jacs.5b07678.
  • (b) A. Noble, S. J. McCarver, D. W. C. MacMillan, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 624. doi: 10.1021/ja511913h.
  • [8] N. A. Romero, D. A. Nicewicz, Chem. Rev. 2016, 116, 10075. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00057.
  • [9] (a) J. Dong, F. Yue, W. Xu, H. Song, Y. Liu, Q. Wang, Green Chem. 2020, 22, 5599. doi: 10.1039/D0GC02111C.
  • (b) K. Niu, L. Ding, P. Zhou, Y. Hao, Y. Liu, H. Song, Q. Wang, Green Chem. 2021, 23, 3246. doi: 10.1039/D1GC00861G.
  • (c) J. Dong, Q. Xia, X. Lyu, C. Yan, H. Song, Y. Liu, Q. Wang, Org. Lett. 2018, 20, 5661. doi: 10.1021/acs.orglett.8b02389.

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