薁作为最知名的非苯型芳香烃,由于其具有环戊二烯阴离子与环庚三烯阳离子的独特双环结构而拥有不同于其等电子体萘的光学、电学和生物学特性。迄今为止,薁及其类似物已被广泛地应用于药物、荧光开关和有机电子材料等领域。因此,合成化学家为开发薁衍生物的简明合成方法付出了许多努力,如Ziegler-Hafner薁合成、Danheiser扩环、Nozoe薁合成与富烯的环加成等等。二芳基炔烃的环化也已被证明是一步制备薁的有效途径。在早期的实例中,通常需要化学计量的钯催化剂,而且收率很低。2013年,Matsuda和Murakami等人发表了用于合成薁苯并菲的 π-酸铂和金络合物催化的2,2-二-(芳基乙炔基)联苯的重排反应。2018 年,Hashmi及其同事描述了在阳离子金催化剂存在下通过二芳基炔烃的均环化合成薁的方法。然而,在目前已发表的工作中,仍未有两种不同炔烃之间的交叉环化来构建薁骨架的方法。
2022年,四川大学游劲松教授团队发表了Pd催化芳基炔烃的[3+2]环化/扩环芳构化反应,为实现一步构筑多取代薁类骨架提供了一种高效、简洁的方法。该反应经历炔烃的反式钯硼化、炔烃的顺式加成、去芳构环化和扩环过程,其中碘离子作为关键配体促进反应并驱动顺式-硼烯基钯物种的反式异构化。
作者根据机理实验与DFT计算后推测的反应机理如下:硼基钯对二苯乙炔进行加成得到卡宾中间体rot-A,其可以与cis-A和trans-A构成转化平衡,而只有trans-A可以继续与另一分子二苯乙炔发生Pd-C插入得到中间体B。随后,C-Pd键插入末端的苯环双键生成带有环戊二烯单元的螺环中间体C。之后,环戊二烯部分发生[1,5]-烷基迁移生成中间体D,其为硼化的薁和Pd(II)之间形成的络合物。最后,碘离子促进钯-硼消除生成目标产物,并再生Pd-Bpin催化剂。
Reference:Zhou, F.; Shi, W.; Liao, X.; Yang,Y.; Yu, Z.-X.; You, J. Palladium-Catalyzed [3 + 2] Annulation of Alkynes withConcomitant Aromatic Ring Expansion: A Concise Approach to(Pseudo)azulenes. ACS Catal.2022, 12, 676−686.(推荐人:汤淏 检查人:于艳江)