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终端络合模板辅助下的远程间位C-H键活化

已有 1802 次阅读 2014-5-1 22:38 |系统分类:论文交流

终端络合模板辅助下的远程间位C-H键活化

Activation of remote C-H activation bonds

assisted by an end-on template

 

简单分子的C-H键官能团化是构建复杂化合物的有效手段。然而,大多数有机分子中C-H键的等价性,使得其选择性差。现有芳香环C-H键官能团化的方法多数借助导向基团(DG, directing group)在邻位发生取代。已有的间位C-H键官能团化的方法大多利用分子的立体位阻或电性效应控制其间位选择性,对底物的要求高。Dasheng L等人通过设计含大环的终端络合模板(end-on template),选择性地在间位发生C-H键活化的官能团化。

他们设计了含有终端络合模板的化合物1和2。这些终端络合模板易于脱除(氢解脱苄、水解酰胺)、含有易与钯催化剂络合的氰基、能减少环仿样(cyclophane like)钯中间体的张力。此外,还更可能在间位发生官能团化。

 


筛选催化剂、氧化剂、溶剂,发现以特戊酸钯为催化剂、特戊酸银为氧化剂、DCE为溶剂时效果最好。

制备甲苯类衍生物时,模板苯环4,6位为叔丁基取代,氰基α位为异丁基双取代时效果最好。29例,收率39-98%。对间位取代或者邻位取代、邻位双取代、对位取代的甲苯衍生物,间位取代选择性高(间位:其它位置=75:25~100:0)。对多取代的烯烃底物,能发生C-H键活化的烯烃化。

 

 

对苯乙酸类衍生物,以2,2’-氰基二苯胺为模板时,间位烯烃化效果最好,收率8例37~87%、间位选择性高(间位:其它位置=86:14~96:4)。

 

 

该方法无需依赖小分子本身的立体位阻或电性效应去控制其选择性,使底物范围增加,突破了已有方法的缺点。在合成功能性分子时,多了一个逆合成分析的选择。对间位的其它类型的官能团化比如氟化、胺化、芳香化,有很好的参考作用。在药物化学设计药物分子时,对已有活性药物的官能团化提供了一个新选择,加快化合物的构建(late stage funtionalization),加速阐明构效关系、加速药物筛选。

然而,也存在一些不足之处。第一,需要精细设计模板。对于不同的底物,可能需要进一步设计模板,以提高选择性和收率。第二,对不能引入模板的化合物无能为力。第三,模板的引入和脱除,多了两个反应步骤。第四,有些底物选择性不够。

 


参考文献:

Leow D,Li G, Mei T S, et al. Activation of remote meta-CH bonds assisted by an end-ontemplate[J]. Nature, 2012, 486(7404): 518-522.

Nature-2012-518.pdf




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