杏耀首页

导语：

Burkhard König课题组报道了可见光催化的芳基环丙烷，氧，盐酸和硝酸合成β氯酮。这种方法操作简单且无催化剂，使用廉价的标准实验室试剂并展示了广泛的官能团耐受性。此外，可以扩大反应规模和生物活性化合物的后期官能化，利用环丙烷作为隐蔽的β氯酮反应单元提供了可能。我们提出了由稀盐酸和硝酸反应引发的轻驱动自由基链反应，产生少量分子氯。机理假设得到18O标记和UV-VIS实验，循环伏安法和几种对照反应的支持。

主要内容：

由于其多种反应性，环丙烷环在有机和全合成，药物化学和作物保护方面提供了许多合成机会。此外，根据环取代模式，通过热或催化方法可以实现不同的环丙烷活化模式。由于环丙烷环与自由基反应良好，因此它特别适用于通常通过自由基中间体进行的光催化反应。20世纪70年代，Hixson团队已经开始利用这种现象。他们发现富含电子的环丙基芳烃可以被激发的1,4-二氰基苯氧化，通过加入甲醇导致开环。提出芳基环丙烷自由基阳离子作为关键中间体，其形成可在若干研究中得到证实。然而，尽管对芳基环丙烷及其在光催化反应中的行为进行了深入研究，但尚未报道添加亲核试剂和随后与氧反应。因此，Burkhard König课题组设想开发可见光介导的方法，用于从芳基环丙烷合成β取代的酮。我们专注于β氯酮的制备，β氯酮是许多化学转化的有用构件。因此，对于反应性更强的β氯酮，芳基环丙烷可以在几个步骤的反应序列中充当合成子。传统上，芳族β氯酮是通过Friedel-Crafts酰化制备的，其具有有限的底物范围和区域选择性问题。此外，Zhu及其同事报道了羟基化环丙烷的开环氯化，需要银盐作为催化剂，大量化学计量氧化剂和NCS作为Cl自由基的来源。

然而，Burkhard König课题组打算通过采用光催化还原催化来避免超化学计量的强路易斯酸，贵金属和预官能化芳基环丙烷的使用。因此，作者开始使用环丙基苯（1a）作为模型底物，氯化钠作为氯化物源，蒽醌-2-磺酸钠（SAS）作为强氧化光敏剂和三氟乙酸（TFA）来激活SAS。在这些条件下，我们观察到53％的所需β氯酮2a。使用硫酸代替TFA或HCl和HNO3的组合不会显着改变产率。令人惊讶的是，使用HCl和HNO3在没有光催化剂的对照反应中分别得到80％NMR和77％分离产率得到2a，而所有其他对照反应未显示显着的产物形成。条件优化(表1­)

Burkhard König课题组探索了反应的底物范围（图二）。给电子取代基增加了相应产物（2b-2d）的产率，而吸电子取代基产率较低或完全抑制了反应，除了4-氯取代（2e-2m）的情况。此外，不同的烷基或芳基取代基产生中等至优异的产率（2n-2p，2r），甚至硼酸也具有良好的耐受性（2q）。幸运的是，噻吩衍生物也可以以中等产率（2s，2t）以及甲基取代的芳基环丙烷衍生物2u和双取代芳基环丙烷2v进行转化。最后，我们提交了生物活性化合物，如环丙贝特衍生物，曲马多和环稠合2-吡啶酮。虽然环丙烯酸酯衍生物2w只能以低产率获得，这可能是由于烷基羧酸易于脱羧，但相应的甲酯以及曲马多衍生物以高产率（2x-2y）得到产物。不幸的是，由于已知2-吡啶酮在辐射下与氧反应，因此在环稠合2-吡啶酮（2z-2aa）的情况下仅获得低产率。为了说明该方法的实用性，进行克规模反应（10mmol），得到2a，79％分离产率。此外，当SAS用作光敏剂时，可以使用其它亲核试剂，例如，溴化物，水或甲醇，提供中等至极好产率的3a-3i。

最后，我们利用β氯酮进行进一步合成转化（图三）。2-异恶唑啉衍生物4a或2-吡唑啉衍生物4b的合成以中等收率进行，而氯化鏻4c以高产率生成，为Wittig型反应提供了有价值的前体。最后，我们认为生物活性化合物产生的β氯酮可能是生物共轭抗体和/或生物探针用于探索受体功能的有趣前体（4d）。

作者提出以下机理（图四），认为Cl2是由稀盐酸和硝酸混合物之间的反应产生的。产生的分子氯被光裂解成氯自由基，氯自由基可氧化芳基环丙烷（A）并引发自由基链反应。这样形成的环丙基自由基阳离子（B）可以通过Cl-打开，得到瞬时苄基（C），其可被持久性三重态氧双自由基捕获，得到苄基过氧自由基（D）。该片段可以与第二个氯分子迅速反应，后者释放另一个Cl+以继续自由基链。形成的氢过氧化氯（E）可以进行异裂，得到所需的酮（F）。在这个条件下，释放次氯酸，其可以与HCl反应产生分子氯，其继续链式反应。

总结：

Burkhard König课题组开发了一种光催化的芳基环丙烷氧化开环方法，产生β氯酮。 该方法仅使用标准实验室化学品，并且基质范围表现出广泛的官能团耐受性。产生有价值的杂环前体，进一步的合成转化，具有在生物化学中的潜在应用前景。

标题：光催化芳基环丙烷氧化开环合成β氯酮

作者：Daniel Petzold, Pardeep Singh, Fredrik Almqvist, and Brkhard König*

（DOI:10.1002/anie.201902473）

报告人：胡杨凌

本文由 http://pf-e.cn 创作，除注明转载/出处外，均为本站原创，转载前请务必署名
最后编辑时间为: 2020-03-30 00:59 Monday