研究论文介绍

Green Chem.:通过电化学氧化诱导的苄基C(sp3)-H键官能团化研究

作者:杉杉

导读:

近日,淮北师范大学的李洪基与王培龙课题组在Green Chem.中发表论文,报道首例通过电化学氧化诱导的端炔、(硫)氧杂蒽衍生物、腈类化合物与水之间的四组分反应方法学,进而成功完成一系列噁唑分子的构建。

Electrochemical oxidation-induced benzylic C(sp3)–H functionalization towards atom-economic synthesis of oxazole heterocycles

N.Yang, A.i Li, H.Gao, L. Liao, Y. Yang, P. Wang, H. Li, Green Chem. 2023, ASAP. doi: 1039/D2GC04782A.

正文:

噁唑骨架广泛存在于各类天然产物、生物活性分子以及手性配体中 (Scheme 1, top)。并且,在过去的几十年里,已经成功设计出多种构建噁唑分子的合成转化策略 (Scheme 1a)[1]-[2]。这里,受到近年来对于光氧化还原催化[3]、通过电化学策略进行的苄基C(sp3)-H官能团化反应方法学[4]以及本课题前期对于通过电化学条件促进的芳基化与烷基化反应方法学[5]-[6]相关研究报道的启发,淮北师范大学的李洪基与王培龙团队共同设计出首例通过电化学氧化诱导的端炔、(硫)氧杂蒽衍生物、腈类化合物与水之间的四组分反应方法学 (Scheme 1b)。

首先,作者采用苯乙炔1a与氧杂蒽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:在无隔膜电解槽中,采用Pt plate分别作为阴极与阳极,n-Bu4NBF4作为支持电解质,控制电流为5 mA,反应温度为70 oC,最终获得81%收率的噁唑产物3a

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列端炔 (Table 2)、(硫)氧杂蒽衍生物 (Table 3)以及腈 (Table 4)的应用范围进行深入研究。

接下来,作者对上述苄基C(sp3)-H键官能团化过程的反应机理进行进一步研究 (Figure 1与Scheme 2)。

基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道[5]-[6],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 3)。

总结:

淮北师范大学的李洪基与王培龙团队共同设计出首例通过电化学氧化诱导的端炔、(硫)氧杂蒽衍生物、腈类化合物与水之间的四组分反应方法学,进而成功完成一系列噁唑分子的构建。这一全新的四组分反应策略具有广泛的底物应用范围、优良的官能团兼容性、高度的原子经济性以及温和的反应条件等优势。

参考文献:

  • [1] L. E. Sattler, G. Hilt, Chem. -Eur. J. 2021, 27, 605. doi:10.1002/chem.202004140.
  • [2] L. Bao, C. Liu, W. Li, J. Yu, M. Wang, Y. Zhang, Org. Lett. 202224, 5762. doi:10.1021/acs.orglett.2c02252.
  • [3] L. Niu, C. Jiang, Y. Liang, D. Liu, F. Bu, R. Shi, H. Chen, A. D. Chowdhury, A. Lei, J. Am. Chem. Soc. 2020142, 17693. doi:10.1021/jacs.0c08437.
  • [4] T. Shen, T. H. Lambert, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 8597. doi:10.1021/jacs.1c03718.
  • [5] X. Chen, H. Liu, H. Gao, P. Li, T. Miao, H. Li, J. Org. Chem. 2022, 87, 1056. doi:10.1021/acs.joc.1c02346.
  • [6] C. Li, R. Ding, H. Guo, S. Xia, L. Shu, P. Wang, H. Li, Green Chem. 2022, 24, 7883. doi:10.1039/D2GC02204D.

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