李伟研究员课题组Angew:苯环去芳构羰基化新模式
课题介绍:
苯环结构是物质科学中最基础的有机结构单元之一。无论是廉价芳烃原料(例如三苯:苯、甲苯、二甲苯),还是大部分的高值小分子药物都含有苯环结构。因此,苯环的修饰转化利用一直是学术界和工业界极为关注的研究课题。目前,其相关的有机化学反应主要集中在苯环外围结构的取代反应上,例如芳香亲电取代反应、芳香亲核取代反应、交叉偶联反应、芳烃C-H键活化和官能团化反应等等。相比于苯环取代反应的广泛研究应用,苯环环内结构(苯环大π-键和碳骨架)的编辑转化反应由于需要破坏高度稳定的苯环大π-键(芳香性)以及解决复杂的反应选择性问题,极具挑战性。 我们课题组一直致力于苯环大π-键活化和苯环去芳香编辑研究。基于η6-配位活化苯环大π-键策略,我们开发了通用性好的、能适用于简单非活化芳烃的苯环去芳香化反应,为简单芳烃到复杂三维环状分子的增值转化,以及药物分子的后期修饰提供强有力的合成方法,并形成研究特色和研究体系。
图一
文章内容:
近日,基于极性反转概念,李伟课题组发展了一种亲核/亲核的苯环去芳构化新模式(图一),突破了传统模式中反应类型和底物范围的局限性。这种新发展的双重亲核加成模式可以兼容各种亲核反应试剂和醇、胺的组合,从而完成了苯环的发散性去芳构羰基化反应,为简单芳烃到高值酯、酰胺等羰基化合物的转化提供了新的高效途径。此外,该策略的通用性和合成优势在1,3-或1,4-环己二烯的可控合成,全碳季碳中心的构建,以及药物分子中的后期修饰中得到了进一步的应用验证。
图二
该新型苯环去芳构羰基化反应,无需外加有毒CO气体,官能团耐受性好,化学和区域选择性好,可以兼容各种苯环底物(甚至是六取代苯)、各种碳亲核试剂、醇和胺底物。值得一提的是,该反应还适用于各种天然产物和药物分子的后期修饰(图二),展现了良好的应用前景。
图三
得益于1,3-或1,4-环己二烯的可控合成制备优势,作者实现了具有合成挑战性的连续多取代的、多官能团化的环己烯化合物的选择性合成(图三)。此外,利用方法学的合成发散性和通用性,作者还实现了非肽组织蛋白酶K抑制剂和多奈哌齐二氟甲基化衍生物的高效合成。
图四
机理研究:通过控制实验、中间体的捕捉和转化、以及原位氟谱核磁监控反应中间体等机理研究(图四),作者提出了极性反转促进的苯环双重亲核加成去芳构化反应机理。
文章的第一作者是浙江大学博士研究生汪名扬同学,通讯作者是浙江大学李伟研究员。本研究得到了国家自然科学基金、国家级高层次青年人才计划和浙江大学百人计划的资助。
论文详情:
Umpolung-Enabled Divergent Dearomative Carbonylations
Ming-Yang Wang, Wei-Long Zeng, Lin Chen, Yu-Fei Yuan, and Wei Li*
Angewandte Chemie International Edition, DOI: 10.1002/anie.202403917
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202403917
李伟老师课题组主页:https://person.zju.edu.cn/LiLab#0
文 字:李伟研究员课题组
编 辑:黄珍珍、张维娅
审 核:林旭锋
终 审:丁立仲