在過(guò)去的幾十年中,C=C雙鍵的形成策略已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展,經(jīng)典方法如Wittig反應(yīng)和烯烴復(fù)分解反應(yīng)等均已成為書本知識(shí)。另外,盡管兩個(gè)卡賓偶聯(lián)形成烯烴的方法概念新穎,卻極少被實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)對(duì)重氮化合物分子間交叉偶聯(lián)的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)兩個(gè)偶聯(lián)劑的性質(zhì)不同時(shí),可以更有效地實(shí)現(xiàn)偶聯(lián)。目前,科研人員分別實(shí)現(xiàn)了Rh、Ag催化受體取代重氮化合物與供-受體重氮化合物或烷基取代重氮化合物的偶聯(lián)反應(yīng),但產(chǎn)物的立體選擇性較差或局限于E式烯烴(Scheme 1a)。
(來(lái)源:Angew. Chem. Int. Ed.)
由于葉立德具有易于制備、易于純化以及更加安全等特點(diǎn),除了經(jīng)典的Johnson-Corey-Chaykovsky外,硫葉立德和氧硫葉立德已被廣泛應(yīng)用于C-H官能化、N-H插入和環(huán)化異構(gòu)化反應(yīng)中。盡管硫葉立德可能發(fā)生自身的二聚反應(yīng),但該反應(yīng)從未用于烯烴的高效合成。近日,奧地利維也納大學(xué)Nuno Maulide課題組報(bào)道了一種通過(guò)Ru催化重氮化合物和氧硫葉立德的交叉烯化構(gòu)建Z式烯烴的新方法,該方法簡(jiǎn)單高效,Z式選擇性高。相關(guān)文章發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上(DOI: 10.1002/anie.201809934)。
實(shí)際上,氧硫葉立德比相應(yīng)的重氮類似物具有更好的親核性,但比重氮類似物分解成金屬卡賓的速率更慢。因此,作者推測(cè)重氮化合物能更快地形成金屬卡賓,并且所產(chǎn)生的親電子卡賓將優(yōu)先受到更親核的氧硫葉立德進(jìn)攻。這樣重氮化合物與氧硫葉立德的催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)將成為可能(Scheme 1b)。
為證明以上推測(cè),作者首先考察了一系列銥(II)和銠(II)催化劑以促進(jìn)重氮化酯1a和氧硫葉立德2a的交叉烯化反應(yīng)(Table 1)。初步實(shí)驗(yàn)以較低的收率形成目標(biāo)烯化產(chǎn)物3aa。重要的是,在此過(guò)程中并未發(fā)生氧硫葉立德2a的同源二聚化,這證實(shí)了作者最初的假設(shè)。隨后在催化劑篩選過(guò)程中,作者發(fā)現(xiàn)廉價(jià)的Ru配合物[Ru(p-cymene)Cl2]2的反應(yīng)效率最高。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的條件優(yōu)化,底物以71%的收率,9:1的Z/E比分離得到產(chǎn)物3aa。
(來(lái)源:Angew. Chem. Int. Ed.)
得到最優(yōu)反應(yīng)條件后,作者考察了葉立德的適用范圍(Scheme 2)。令人滿意的是,缺電子的氧硫葉立德(2b–d,?2h)能以與2a相似的收率以及Z/E選擇性得到烯化產(chǎn)物。對(duì)位取代底物(2b,2h)的選擇性特別高,產(chǎn)物烯烴的Z/E比高達(dá)13:1。然而富電子底物(2e,?2i)的選擇性較低。葉立德上的羰基部分并不是交叉烯化反應(yīng)成功的先決條件,因?yàn)轫浚?strong>2k)也能以良好的收率和高選擇性進(jìn)行反應(yīng)。
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接著,作者研究了重氮化合物的底物范圍(Scheme 3)。多種重氮酯都適用該交叉烯化反應(yīng)。值得注意的是,硅烷基(1e)、炔基(1b)以及烯丙基(1c)取代的底物具有良好的耐受性,產(chǎn)物Z/E比高達(dá)11:1,并且沒(méi)有觀察到不飽和烴環(huán)丙烷化的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)物。
(來(lái)源:Angew. Chem. Int. Ed.)
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總結(jié):Nuno Maulide課題組報(bào)道了一種通過(guò)Ru催化重氮化合物和氧硫葉立德的交叉烯化構(gòu)建Z式烯烴的新方法。他們利用重氮化合物與同時(shí)作為卡賓前體和親核試劑的氧硫葉立德反應(yīng)性的內(nèi)在差異,使得反應(yīng)具有高度的立體選擇性。這也是對(duì)缺乏選擇性的重氮-重氮偶聯(lián)反應(yīng)的有力補(bǔ)充。
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