基于不飽和碳-碳雙鍵的雙官能團(tuán)化反應(yīng), 近年來(lái)引起廣泛關(guān)注[1], 其中烯烴的氟芳基化反應(yīng)可從廉價(jià)易得原料出發(fā), 快速構(gòu)建具有重要醫(yī)藥應(yīng)用潛力的含氟分子, 代表性工作包括馬軍安[2]/Gouverneur等[3]發(fā)展的氟環(huán)化反應(yīng), Heinrich[4]/湯平平等[5]發(fā)展的自由基氟芳基化反應(yīng), Toste等[6]發(fā)展的四價(jià)鈀不對(duì)稱(chēng)氟芳基化反應(yīng)等. 盡管如此, 有關(guān)聯(lián)烯化合物的雙官能團(tuán)化反應(yīng), 特別是氟化雙官能團(tuán)化反應(yīng)仍非常罕見(jiàn)[7], 是該領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn).
2013年, Doyle小組[8]報(bào)道了首例聯(lián)烯的氟芳基雙官能團(tuán)化反應(yīng), 以Pd2(dba)3為金屬催化劑, AgF為親核性氟源, 聯(lián)烯可與鈀催化劑及芳基碘苯形成關(guān)鍵烯丙基鈀物種, 隨后氟親核進(jìn)攻可得到烯丙基氟類(lèi)產(chǎn)物(Scheme 1a), 但該反應(yīng)對(duì)聯(lián)烯底物類(lèi)型依賴(lài)性較強(qiáng), 且區(qū)域選擇性較差, 限制了其在合成中的實(shí)際應(yīng)用. 因此一種更加高效高選擇性的聯(lián)烯氟芳基化反應(yīng)仍亟待發(fā)展.
最近, 南京工業(yè)大學(xué)先進(jìn)化學(xué)制造研究院馮超課題組[9]報(bào)道了聯(lián)烯酸酯與芳基重氮鹽及三乙胺三氫氟酸鹽的一鍋化學(xué)轉(zhuǎn)化, 以Ph3AuCl為金屬催化劑, 在可見(jiàn)光促進(jìn)條件下可順利實(shí)現(xiàn)一系列β-氟烷基肉桂酸酯類(lèi)化合物的高區(qū)域選擇性和立體選擇性合成(Scheme 1b), 反應(yīng)條件溫和, 底物兼容性廣泛, 為聯(lián)烯的精準(zhǔn)雙官能團(tuán)化提供了新的方法和思路.
南京工業(yè)大學(xué)馮超教授
在該工作中, 他們發(fā)現(xiàn)使用藍(lán)光照射可以明顯提高反應(yīng)收率, 且聯(lián)烯底物中的酯基對(duì)反應(yīng)成功起到至關(guān)重要的作用, 如以氰基或砜基等替代酯基時(shí),反應(yīng)幾乎沒(méi)有產(chǎn)物. 該反應(yīng)對(duì)各類(lèi)聯(lián)烯酸酯與芳基重氮鹽均具有廣泛的底物適用性(Scheme 2),共計(jì)得到62個(gè)β-氟烷基肉桂酸酯產(chǎn)物, 收率最高可達(dá)91%, 且可用于天然產(chǎn)物薄荷醇、維生素E及雌酮等衍生物的修飾.
在機(jī)理實(shí)驗(yàn)中, 使用單獨(dú)制備的三價(jià)芳基金中間體為原料進(jìn)行反應(yīng)(Scheme 3a), 仍可以38%的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物, 表明該反應(yīng)很可能經(jīng)歷三價(jià)芳基金路徑[10]. 采用對(duì)映體過(guò)量值(ee)為65%的聯(lián)烯酸酯在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行反應(yīng)(Scheme 3b), 以53%的產(chǎn)率和43%的ee值得到相應(yīng)手性產(chǎn)物, 手性傳遞過(guò)程中的立體化學(xué)損失表明, 高價(jià)金中間體對(duì)于聯(lián)烯的活化與親核氟進(jìn)攻不歷經(jīng)完全協(xié)同模式. 在此基礎(chǔ)上, 他們提出了該反應(yīng)的可能機(jī)理(Scheme 3c): 在可見(jiàn)光促進(jìn)下金催化劑Au(I)與芳基重氮鹽進(jìn)行氧化加成得到三價(jià)金中間體II, 其隨后與聯(lián)烯酸酯進(jìn)行配位形成中間體III, 與此同時(shí)氫氟酸借助與酯基的氫鍵作用選擇性地從酯基一側(cè)接近被Ar-Au(III)活化的雙鍵, 進(jìn)行親核加成后得到中間體V, V發(fā)生雙鍵構(gòu)型異構(gòu)生成中間體VI, 最后經(jīng)還原消除得到產(chǎn)物并釋放出活性催化劑.
總之, 馮超課題組的工作解決了聯(lián)烯酸酯的區(qū)域/立體選擇性氟芳基化反應(yīng), 為一系列β-氟烷基肉桂酸酯化合物的合成提供了新方法, 對(duì)于進(jìn)一步拓展豐富聯(lián)烯雙官能團(tuán)化反應(yīng)的化學(xué)空間具有重要啟發(fā)意義與應(yīng)用價(jià)值, 其中該策略在手性含氟化合物合成方面仍具有很大的發(fā)展空間.
該文發(fā)表在Chin.J.Org.Chem.2020,40(4):1082-1083. DOI:10.6023/cjoc202000020,
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