在Fürstner和Méndez于2003年通過SN2'型親核取代用格氏試劑對炔丙基環(huán)氧乙烷進(jìn)行鐵催化烷基化的開創(chuàng)性報告之后，已經(jīng)設(shè)計了利用用各種過渡金屬催化劑Cu、Pd、Fe和Rh等方法來直接獲得二、三或四取代的α -二烯醇（圖1a，eq-2）。
炔丙基親電試劑的潛力也被開發(fā)用于在Pd(0)-或Ni(0)-催化下獲得結(jié)構(gòu)多樣的1,3-丁二烯與末端烷基取代的碳酸炔烴（圖1a, eq-3)。
在本文中，我們提出了一個極好的策略，通過Rh(I)催化丙炔環(huán)碳酸酯脫羧芳基化，以立體選擇性的方式合成高度取代的2,3-二烯醇和1,3-丁二烯(圖1b)。
該方法的反應(yīng)模式完全依賴于環(huán)碳酸酯中炔碳中心取代基的性質(zhì)。當(dāng)碳中心被烷基或芳基取代時，只生成α-二烯醇，而當(dāng)端炔基環(huán)碳酸酯作為前驅(qū)體時，觀察到二芳基1,3-丁二烯。
作者首先通過條件篩選得到了最佳反應(yīng)條件，在最佳反應(yīng)條件下，能以92%的核磁收率，90%的分離收率得到目標(biāo)產(chǎn)物3a。
在確定了最佳反應(yīng)條件后，作者進(jìn)一步探索了以炔基環(huán)碳酸酯1a為原料制備不同的芳基硼酸的底物范圍。由圖2可知，電中性基團(tuán)(甲基、叔丁基)，給電子基團(tuán)（甲氧基），吸電子基團(tuán)（三氟甲氧基、氟、三氟甲基），鹵原子（溴、氯）在芳基硼酸的鄰位、間位或?qū)ξ簧暇芍苽湎鄳?yīng)的丙烯醇（3b-3l），產(chǎn)率為79-94%。缺電子硼酸的氫芳基化速度較慢，完成所需時間略長(4 h)。含有氰基、甲酰、苯甲酸等敏感官能團(tuán)的α-烯醇衍生物（3m-3o）反應(yīng)產(chǎn)率為68-74%，二取代硼酸也被證明是有效的偶聯(lián)伙伴，提供相應(yīng)的（3p–3r），產(chǎn)率為73-80%。萘硼酸與反應(yīng)條件相適應(yīng)，3s收率為83%。然而，4-羧基芳基和脂肪族正丁基硼酸在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下不能提供所需的產(chǎn)物。
在篩選了含硼酸的底物范圍后，作者將注意力轉(zhuǎn)向了苯基硼酸2a催化的Rh(I)加氫芳基化反應(yīng)中取代炔基環(huán)碳酸酯的范圍(圖3)。適用范圍較廣，反應(yīng)產(chǎn)率都在70%以上。
為了擴(kuò)大底物的范圍進(jìn)一步建立相對配置在α-羥基丙二烯中，作者開始測試1ak 在Rh(I)催化的加氫芳基化反應(yīng)中與芳基硼酸的反應(yīng)性（圖 4）。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)效果良好，收率在75%以上。
此外，作者的方法也可應(yīng)用于說明轉(zhuǎn)化實用性的幾種天然產(chǎn)物的后期多樣化(圖5)。由麝香酚、β-香茅醇、l -薄荷醇、香葉醇和異龍腦等單萜類衍生物衍生的烷基環(huán)碳酸酯1aq-1au與苯基硼酸2a順利反應(yīng)，得到相應(yīng)的氫化芳基功能化α-烯醇衍生物3aq-3au，收率高達(dá)83%?？咕癫∷幬锓脏玎合淡h(huán)碳酸酯1av耐受性良好，72%的患者提供相應(yīng)的烯丙醇3av。此外，從維生素E、膽固醇和孕烯醇等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然產(chǎn)物中，通過相應(yīng)的碳酸酯的氫芳基化反應(yīng)，合成了α-烯醇產(chǎn)物3aw-3ay，收率為73 - 78%。
在改進(jìn)的反應(yīng)條件下，作者探索了1,3-丁二烯衍生物庫(圖6)。反應(yīng)收率大都在70%以上。
為了闡明反應(yīng)機(jī)理，作者進(jìn)行了一些初步的控制實驗，如圖7a所示。作者還通過兩個克級實驗來說明其所開發(fā)方法的可擴(kuò)展性，如圖 7b所示。此外，作者還舉例說明了2,3-二烯醇的合成潛力，作者進(jìn)行了一些下游轉(zhuǎn)換，如圖7c所示。
根據(jù)初步的機(jī)理研究和文獻(xiàn)，概述了烷基環(huán)碳酸酯分散氫芳基化反應(yīng)的可能機(jī)理(圖8)。催化循環(huán)始于銠(I)配合物和芳基硼酸通過轉(zhuǎn)金屬作用生成關(guān)鍵芳基銠(I)，然后將銠物質(zhì)A順式選擇性加成到炔基環(huán)狀碳酸酯1的C-C三鍵上以區(qū)域選擇性的方式導(dǎo)致乙烯基銠中間體A的形成。隨后的順式β-氧消除生成銠-碳酸中間體B，該中間體經(jīng)過容易的脫羧反應(yīng)生成烯丙基銠(I)醇氧C。中間產(chǎn)物C與芳基硼酸發(fā)生裂解，生成所需的α-二烯醇3和銠(I)硼酸D。最后，D發(fā)生β-芳基消除，再生活性芳基銠(I)，進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化。加成-消除和脫羧序列導(dǎo)致單芳基烯丙基銠(I)醇氧基F。進(jìn)一步，芳基硼酸的第二次加成和遷移插入提供了中間G，隨后β-氧消除和與另一等量芳基硼酸的質(zhì)子化導(dǎo)致二芳基1,3-丁二烯8與銠(I)硼酸中間體D的生成。最后β-芳基消除再生活性催化物質(zhì)。
總之，作者開發(fā)了一個直接的方法，通過脫羧烷基環(huán)碳酸酯在Rh(I)催化下的氫芳基化獲得2,3-二烯醇和1,3-丁二烯。該方法反應(yīng)條件溫和，區(qū)域選擇性高，底物范圍廣，官能團(tuán)耐受性強(qiáng)。
DOI：10.1002/adsc.202101064
