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膦催化的乙烯基环丙烷活化:乙烯基环丙基酮重排为环庚酮

发布时间:2018-06-19  栏目类别:特色文章

        膦催化已经成为构建结构多样化碳杂环化合物的可靠且强大的方法。Lu小组的[3+2],Kwon小组的[4+2]和Tong小组的[4+1]环化代表该领域的开创性进展,这激发了各种各样的环化反应,包括不对称的环化反应。迄今为止,膦催化的环化反应通常依赖于缺电子的烯烃,炔烃,烯丙基及其衍生物。这些前体用作生成各种环状结构的有效C1至C4合成子,特别是五元和六元环。然而,膦催化的七元或八元环的形成则相对发展不多,尽管它们在天然产物合成中具有很大的潜力。
        为了扩大膦的催化作用,我们假设缺电子的乙烯基环丙烷(VCPs)1可以作为一种互补的C5合成子,能够产生有价值的中等尺寸的环状结构。从机理上看,膦向VCPs 1区域选择性地共轭加成可产生烯丙基膦盐中间体A。凭借膦盐的离去基团能力,A的烯烃可以变的亲电,以用于潜在的SN2反应,从而使将1作为膦催化下的C5替代物成为可能。

        由于其独特和多功能的反应活性,VCPs引起了当代有机合成的极大兴趣。过渡金属配位在VCPs的催化活化中发挥了重要作用,并且铑,钯,镍等其他配合物促进了多种[3+n]和[5+n]的环加成反应。硫自由基催化活化的VCPs已经证明可以实现[3+2]环化。另外,有机催化的路易斯碱触发VCPs的活化至今尚未探索。作者在此报道了膦催化的缺电子VCPs的活化及其在乙烯基环丙基酮有效重排至环庚烯酮中的效用,具有很高的收率以及很宽的底物适用范围。

        在机理方面,作者认为:首先,三丁基膦对乙烯基环丙烷1b亲核开环,形成两性离子中间体A,随后发生水辅助下的质子转移得到中间体B,最后经7-endo-trig SN2反应环化得到产物2b,同时释放催化剂。其中,水辅助的质子转移步骤可通过氘原子标记实验得到佐证,而中间体AB可由31P NMR跟踪实验加以验证。 (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6284–6288)

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