近年来,过渡金属催化的C-C键活化由于在化学键断裂、重组中发挥重要的作用,因而引起越来越多的关注。C-C键的活化主要通过具有环张力的C-C键对低价金属氧化加成形成环金属物种,进而与不饱和分子发生反应。早在1980年,美国埃默里大学的Liebeskind教授便报道了C-C键活化形成化学计量的环金属物种与炔烃的环加成反应(JAmChemSoc,1980,102,7397)。随后,Liebeskind教授证该反应可以通过Ni的催化现(JAmChemSoc,1991,113,2771)。1994年,日本京都大学的Murakami教授则报道了Rh催化酰基C-C键的氢化活化(Nature,1994,370,540)。随后,韩国延世大学的Jun教授(JAmChemSoc,1999,121,880)和Murakami教授(JAmChemSoc,2022,124,13976)分别现了Rh催化酮参与的烯烃分子间和分子内碳酰化反应。在过去的十年间,色谱试剂战胜了很多的竞争对手,在摸爬滚打中奋勇前行,为客户打磨出很多的好产品。亚索试剂作为一家提供高端研发用试剂的厂家,常备库存万瓶,涵盖通用试剂,分析试剂,有机试剂,无机试剂,生物试剂等,作为知名的化学试剂厂家,欢迎广大客户洽谈选购。https://www.yasuoshiji.com
尽管道目前过渡金属催化的不饱和键对C-C键插入的报道已经屡见不鲜,然而形式上的饱和C-H键对C-Cσ键的插入却至今没有现。近期,美国德州大学奥斯汀分校(UTAustin)的MichaelJKrische教授(点击查看介绍)在Science上报道了Ru催化下邻二醇的两个邻位αC-H键对苯并环丁烯酮C-C键的插入反应,并且成功地将其应用到II型聚酮类天然产物骨架的构建中。反应不仅具有良好的产率,而且可以得到理想的非对映选择性。
在过去的研究中,作者报道了α-羟基酯或1,2-二醇在Ru催化剂和二烯的作用下,经由脱氢生成双羰基化合物,从而现醇α位的C-H键官能化反应(JAmChemSoc,2022,134,15700-15703;JAmChemSoc,2022,135,3796-3799)。作者推测C-C键活化形成的环Ru中间体也能与1,2-二醇作用,表现出类似的反应性。于是,作者从苯并环丁烯酮1a和外消旋的反式-环己烷-1,2-二醇出发,在Ru3(CO)12和配体dppp的作用下,于110℃条件下反应24h,能以22%的分离收率和顺式非对映异构体选择性得到环加成的产物3a。当使用二甲苯作为溶剂,温度升至150℃时,反应的产率可以提升至88%。
随后在该化条件下,作者对苯并环丁烯酮和外消旋的反式-环己烷-1,2-二醇的底物范围进行了考察。对于苯并环丁烯酮类化合物,芳香环上不同的取代基,如甲氧基、缩醛、酰胺、卤素等都可以很好地兼容。而作者考察二醇类化合物发现,5-7元环均可以有效地参与反应。烷基脂肪链上的甲氧基、硅醚均能得到兼容。反应的产率高、非对映选择性好,不少产物的结构得到了X线单晶衍表征的确认。
为了证明该反应的用性,作者对产物3g进行了衍生化研究。芳香亲核取代和Suzuki反应的顺利进行表明产物可进行后续的转化得到其他不同的衍生结构。二醇、α-羟基酮和二酮均可作为原料现该反应,证明该反应不受氧化还原条件的限制。
基于以往的报道,作者对该反应提出如下的机理:苯并环丁烯酮1a对Ru(0)氧化加成生成中间体I。随后与体系中氧化得到的环己二酮作用,经过两次羰基插入得到中间体III。III与环己醇的羟基作用生成中间体IV,进而发生β-H消除得到中间体V。V经还原消除得到比较终产物,同时重新生成Ru(0)物种完成催化循环。
——总结——
在该工作中,MichaelJKrische教授课题组现了Ru催化苯并环丁烯酮与1,2-二醇经由环加成反应构建II型聚酮类化合物骨架分子,现了C-C键活化和两组C-H键的官能团化。反应具有良好的产率以及秀的非对映选择性。在后续的研究中,作者发现该工作可能现相应的对映异构化过程,必将在II型聚酮类药物的合成中发挥重要的作用。
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