苯并環(huán)丁烯 (BCB) 核心結(jié)構(gòu)廣泛存在于許多天然產(chǎn)物和藥物中，是一種重要的雙環(huán)支架，也是有機(jī)合成、藥物化學(xué)和材料科學(xué)中非常具有價(jià)值的化合物。
圖片來源：J. Am. Chem. Soc.
然而，至今從容易獲得的起始材料催化模塊化合成功能化 BCBs 的方式卻仍然有限。
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最近，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Jieping Zhu教授在J. Am. Chem. Soc.上報(bào)道了一種Pd(II)催化芳基硼酸與烯烴的氧化[2+2]環(huán)化合成方法，即可實(shí)現(xiàn)苯并環(huán)丁烯衍生物的模塊化合成方法。
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該研究在 N-氟苯磺酰亞胺 (NFSI) 的存在下，通過 Pd(II) 催化芳基硼酸和烯烴之間的 [2+2] 環(huán)化反應(yīng)，即可在不需烯烴加入雙齒導(dǎo)向基團(tuán)的條件下，有效合成多種功能化的 BCBs。
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反應(yīng)過程中，底物間會(huì)進(jìn)行分子間的碳鈀化，接下來將鈀氧化，即可瞬時(shí)產(chǎn)生 C(sp3)-Pd(IV) 物質(zhì)，進(jìn)而激活分子內(nèi)的 C(sp2)-H鍵。最后，反應(yīng)在通過高價(jià)五元鈀環(huán)的催化下，即可以高選擇性達(dá)成碳-碳 (C-C) 鍵生成，并在還原消除后獲得產(chǎn)物。
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該研究也針對(duì)了反應(yīng)中烷基Pd(II) 到烷基Pd(IV) 物種的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探討，他們發(fā)現(xiàn)，烷基Pd(II)的有效氧化對(duì)于避免形成Heck 加合物很重要。
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此外，該反應(yīng)的建立，可實(shí)現(xiàn)環(huán)丁烯核心的兩個(gè) C-C 鍵生成，并與多種官能團(tuán)相容。
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參考文獻(xiàn)：Modular Synthesis of Benzocyclobutenes via Pd(II)-Catalyzed Oxidative [2+2] Annulation of Arylboronic Acids with Alkenes
J. Am. Chem. Soc. 2022, jacs.2c03565
原文作者：Takuji Fujii, Simone Gallarati, Clémence Corminboeuf, Qian Wang, and Jieping Zhu*
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.2c03565
