研究论文介绍

Green Chem.:三组分串联Mumm重排反应方法学

作者:杉杉

导读:

近日,南京师范大学的孙培培与刘平课题组在Green Chem.中发表论文,报道一种全新的电化学催化芳基羧酸、腈与烷基苯之间的三组分串联Mumm重排反应方法学,进而成功完成一系列酰亚胺 (imides)分子的构建。

Three-component reaction for the synthesis of imides enabled by electrochemical C(sp3)−H functionalization

Q.Chu, Z.Feng, S. Zhang, P. Liu, P. Sun, Green Chem. 2023, ASAP. doi: 1039/D3GC02174B

正文:

酰亚胺骨架广泛存在于各类天然产物、药物以及工业原料中。并且,在过去的几十年里,已经成功设计出多种构建酰亚胺分子的合成转化策略(Schemes 1a-1d)[1]-[2]。受到近年来对于电化学参与反应方法学[3]、通过分子内HAT电化学合成酰亚胺分子(Scheme 1e)反应方法学[4]以及利用串联Mumm重排构建官能团化酰亚胺分子反应方法学[5]相关研究报道的启发,这里,南京师范大学的孙培培与刘平课题组报道一种全新的电化学催化芳基羧酸、腈与烷基苯之间的三组分串联Mumm重排反应方法学,进而成功完成一系列酰亚胺分子的构建(Scheme 1f)。

首先,作者采用1-(4-乙基苯基)乙基-1-酮1a、苯甲酸2a与乙腈作为模型底物,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GF(+)/Pt(-)作为电极,nBu4NBF4作为电解质,Na2CO3作为碱,在乙腈反应溶剂中,反应温度为室温,最终获得80%收率的产物4a

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列烷基苯底物(Scheme 2)、芳基羧酸底物(Scheme 3)以及腈底物(Scheme 4)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,这一全新的电化学C(sp3)-H官能团化策略具有潜在的合成应用价值(Scheme 5)。

CV研究结果表明,电化学反应的初始步骤可能是1a的氧化过程(Figure 1)。

接下来,作者对上述电化学C(sp3)-H官能团化过程的反应机理进行进一步研究(Scheme 6)。

基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道[1][4],作者提出如下合理的反应机理(Scheme 7)。

总结:南京师范大学的孙培培与刘平课题组报道一种全新的电化学催化芳基羧酸、腈与烷基苯之间的三组分串联Mumm重排反应方法学,进而成功完成一系列酰亚胺分子的构建。这一全新的对映选择性合成转化策略具有底物范围广泛、优良的官能团兼容性以及温和的反应条件等优势。

参考文献:

  • [1] U. M. V. Basavanag, A. D. Santos, L. E. Kaim, R. Gámez-Montaño, L. Grimaud, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7194. doi:10.1002/anie.201302659
  • [2] J. Zhang, M. Senthilkumar, S. C. Ghosh, S. Hong, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6391. doi:10.1002/anie.201002136
  • [3] M. Yan, Y. Kawamata, P. S. Baran, Chem. Rev. 2017, 117, 13230. doi:10.1021/acs.chemrev.7b00397
  • [4] M. Yu, Y. Gao, L. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, H. Yi, Z. Huang, A. Lei, Green Chem. 2022, 24, 1445. doi:10.1039/D1GC04676D
  • [5] X. Zhang, T. Cui, X. Zhao, P. Liu, P. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 3465. doi:10.1002/anie.201913332

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