研究论文介绍

Angew:Lewis酸催化的形式(3+2)-环加成反应方法学研究

作者:杉杉

导读:

近日,Westfälische Wilhelms-Universität的A. Studer课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文,报道一种全新的通过Lewis酸催化剂促进的BCB (bicyclo[1.1.0]butane)酮 (BCB ketone)与二取代烯酮衍生物之间的形式(3+2)-环加成反应方法学,进而成功完成一系列BCH (bicyclo[2.1.1]hexane)酮 (BCH ketone)分子的构建。

Lewis Acid Catalyzed Formal (3+2)-Cycloaddition of Bicyclo[1.1.0]butanes with Ketenes

N.Radhoff, C. Daniliuc,A. Studer, Angew. Chem. Int. Ed2023, ASAP. doi: 10.1002/anie.202304771.

正文:

在过去的几十年里,饱和苯生物电子等排体 (benzene bioisosteres)的合成已经逐渐受到有机合成化学家的大量关注 (Schemes 1a-1d)[1]-[4]。这里,受到近年来对于通过烯酮分子参与的合成转化[5]、DA (donor-acceptor)环丙烷化学[6]以及Lewis催化BCB (bicyclo[1.1.0]butane)与亚胺之间的(3+2)-环加成反应方法学[4]相关研究报道的启发,Westfälische Wilhelms-Universität的A. Studer团队成功设计出一种全新的通过Lewis酸催化剂促进的BCB酮 (BCB ketone)与二取代烯酮衍生物之间的形式(3+2)-环加成反应方法学 (Scheme 1e)。

首先,作者采用BCB衍生物1a与烯酮衍生物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TMSOTf作为催化剂,CHCl3作为反应溶剂,反应温度为室温,最终获得85%收率的环加成产物3aa

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列BCB底物 (Scheme 2)以及烯酮底物 (Scheme 3)的应用范围进行深入研究。

之后,该小组通过如下的一系列研究进一步表明,这一全新的环加成策略具有潜在的合成应用价值 (Scheme 4)。

基于前期相关的文献报道[4],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 5)。

总结:

Westfälische Wilhelms-Universität的A. Studer课题组成功设计出一种全新的通过Lewis酸催化剂促进的BCB酮与二取代烯酮衍生物之间的形式(3+2)-环加成反应方法学,进而成功完成一系列BCH酮分子的构建。这一全新的形式(3+2)-环加成策略具有广泛的底物应用范围、优良的官能团兼容性以及潜在的合成应用价值等优势。

参考文献:

  • [1] L. Herter, I. Koutsopetras, L. Turelli, T. Fessard, C. Salomé, Org. Biomol. Chem. 2022, 20, 9108. doi: 10.1039/D2OB01669A.
  • [2] R. Guo, Y. Chang, L. Herter, C. Salome, S. E. Braley, T. C. Fessard, M. K. Brown, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 7988. doi: 10.1021/jacs.2c02976.
  • [3] M. Mondal, M. Panda, N. W. Davis, V. McKee, N. J. Kerrigan, Chem. Commun. 2019, 55, 13558. doi: 10.1039/C9CC07477E.
  • [4] K. Dhake, K. J. Woelk, J. Becica, A. Un, S. E. Jenny, D. C. Leitch, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202204719. doi: 10.1002/anie.202204719.
  • [5] N. Radhoff, A. Studer, Nat. Commun. 2022, 13, 3083. doi:10.1038/s41467-022-30817-3.
  • [6] S. Chakrabarty, I. Chatterjee, B. Wibbeling, C. G. Daniliuc, A. Studer, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5964. doi: 10.1002/anie.201400885.

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