雜芳炔是合成多取代雜芳環(huán)的重要前體，在天然產物合成中有較廣泛應用。本文旨在介紹預測親核試劑與雜芳炔反應區(qū)域選擇性的“扭轉角”模型和吲哚炔和吡啶炔在合成中的應用。本文撰寫內容參考加州大學洛杉磯分校Neil K. Garg教授在JOC上發(fā)表的Synopsis文章。
自1953年Roberts等人證明苯炔中存在一個碳碳叁鍵以來，苯炔類化合物作為一種有潛力的合成中間體被廣泛應用于多取代芳烴的合成當中。
有兩個問題限制了芳炔的應用：①芳炔前體的合成；②非對稱芳炔區(qū)域選擇性的調控。Kobayashi等人發(fā)展的TMS/OTf類型的苯炔前體是苯炔化學的重要突破，其中甲氧基取代的苯炔通過誘導效應能實現(xiàn)較好的區(qū)域選擇性。
本文重點介紹一種預測芳炔區(qū)域選擇性的“扭轉角”模型，UCLA的Neil K. Garg教授及其合作者在該領域做出了開創(chuàng)性的成果。由于芳炔環(huán)內存在碳碳叁鍵，故具有較大的張力導致其碳原子雜化成分發(fā)生改變。根據(jù)物理有機化學的基本原理，雜化方式（s軌道和p軌道成分）與鍵角有關聯(lián)，而s軌道和p軌道的比例會造成兩個碳原子的電荷分布差異。簡單的說就是，通過DFT計算鍵角來判斷芳炔內叁鍵的電荷分布，進而判斷區(qū)域選擇性。如下圖所示：甲氧基苯炔左側鍵角遠大于右側鍵角，則參與形成叁鍵的兩個碳原子，C1具有更多的p軌道成分，電子云密度低具有正電荷特征，更容易被親核試劑進攻。
在吡啶炔上引入溴原子或胺磺酸酯基可以增強其選擇性，而溴原子或胺磺酸酯基可以后期脫去。
總結：本文主要介紹關于芳炔區(qū)域選擇性的“扭轉角”模型，其背后的物理有機化學基礎知識值得注意。芳炔前體可以一步反應形成多根化學鍵芳炔化學，其在天然產物全合成和材料分子合成中有較好的應用。
參考文獻：10.1021/jo402723e
來源：EOC化學
