研究论文介绍

Angew:多取代丙烯酰胺的快速合成研究

本文作者:杉杉

导读

近日,Chicago大学的董广彬课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文,报道一种全新的采用Pd/NBE协同催化体系促进的通过环酮分子原位形成的烯醇三氟甲磺酸酯参与的α-氨基甲酰化/ipso-环化反应方法学,进而成功完成一系列多取代丙烯酰胺分子的区域选择性构建。

Rapid Access to Multisubstituted Acrylamides from Cyclic Ketones via Palladium/Norbornene Cooperative Catalysis

Wu, G. Dong, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, ASAP. doi: 10.1002/anie.202201239.

正文

多取代丙烯酰胺结构单元广泛存在于一系列较为重要的生物活性分子中 (Scheme 1A)。同时,多取代丙烯酰胺分子作为通用的合成砌块,能够完成一系列结构更为复杂的含氮有机分子的构建 (Scheme 1B)[1]

因此,多取代丙烯酰胺分子合成策略的相关研究已经逐渐受到诸多团队的广泛关注 (Scheme 2A)[2]-[3]。这里,受到采用烯基亲电底物参与的氨基羰基化反应方法学[4]以及近年来对于催化烯基C-H键的活化反应方法学[5]-[6]相关研究报道的启发,Chicago大学的董广彬课题组成功设计出一种全新的采用Pd/NBE协同催化体系促进的通过环酮分子原位形成的烯醇三氟甲磺酸酯参与的α-氨基甲酰化/ipso-环化反应方法学 (Scheme 2B)。

首先,作者采用烯醇三氟甲磺酸酯1a、氨基甲酰氯2a与丙烯酸酯3a作为模型底物,进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1与Scheme 3)。进而确定最佳的反应条件为:采用Pd(TFA)2作为催化剂,L1N11分别作为配体以及NBE催化剂,Cs2CO3作为碱,甲苯作为反应溶剂,反应温度为100oC,最终获得96%收率的多取代丙烯酰胺产物4a

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列氨基甲酰氯以及烯醇三氟甲磺酸酯底物的应用范围进行深入研究 (Table 2)。

同时,该小组发现,通过这一全新的合成转化策略,同样能够获得与上述位点选择性互补的丙烯酰胺产物(Scheme 4A)。同时,通过进一步优化之后,作者发现 (see SI),采用Ph-DavePhos配体 L2与NBE催化剂N11,同时采用环己醇作为氢负离子供体,能够成功完成一系列氨基甲酰氯与烯醇三氟甲磺酸酯之间的α-氨基甲酰化/ipso-氢化反应 (Scheme 4B)。

之后,该小组通过如下研究表明,这一全新的α-氨基甲酰化/ipso-环化策略具有良好的合成应用价值 (Scheme 5)。

总结

Chicago大学的董广彬课题组成功设计出一种全新的采用Pd/NBE协同催化体系促进的通过环酮分子原位形成的烯醇三氟甲磺酸酯参与的α-氨基甲酰化/ipso-官能团化反应方法学,进而成功完成一系列多取代丙烯酰胺分子的构建。这一全新的合成转化策略具有广泛的底物应用范围、良好的官能团兼容性以及高度的区域选择性等优势。

参考文献

  • [1] Z. Bian, C. C. Marvin, M. Pettersson, S. F. Martin, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14184. doi: 10.1021/ja5074646.
  • [2] R. Fuks, R. Buijle, H. G. Viehe, Angew. Chem. Int. Ed. 1966, 5, 585. doi: 10.1002/anie.196605851.
  • [3] H. Yoon, M. Rolz, F. Landau, M. Lautens, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 10920. doi: 10.1002/anie.201706325.
  • [4] J. B. Peng, F. P.Wu, X. F. Wu, Chem. Rev. 2019, 119, 2090. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00068.
  • [5] K. D. Hesp, R. G. Bergman, J. A. Ellman, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11430 doi: 10.1021/ja203495c.
  • [6] B. Liu, L. Yang, P. Li, F. Wang, X. Li, Org. Chem. Front. 2021, 8, 1085. doi: 10.1039/D0QO01159B.

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