Nat. Chem :董廣彬課題組烯基Catellani反應實現全碳四取代烯烴的合成

2021-02-08 EOC化學資訊

全碳四取代烯烴廣泛存在於天然產物、生物活性分子和功能材料當中，然而其合成手段仍十分有限。芝加哥大學的董廣彬老師課題組一直從事Pd/降冰片烯協同催化的研究，近日發展了一種Pd/NBE催化烯基滷代物或OTf合成全取代烯烴的新方法，該反應底物兼容性好，各類環狀和非環狀烯基滷代物（或OTf）都能以中等到優秀收率得到目標產物。

Pd/NBE催化體系最早由Catellani等人報導，可用於多取代芳烴的合成當中（圖a）。該反應經歷一個環鈀中間體（先烯烴遷移插入，再發生C-H鍵活化），該中間體可以與一對親電/親核試劑發生各種反應。

根據上述反應，若將芳環換成烯烴，則有可能發展一種合成四取代烯烴的新方法，然而早在1980年代，Catellani等人發現烯基溴在Pd/NBE催化體系下會經歷3-exo-trig歷程發生環丙基化反應，並不能得到四取代烯烴。

Lautens和Yamamoto課題組曾先後實現了尿嘧啶和奎諾酮碘代物的Catellani反應，這是因為這兩類化合物和芳環類似具有一定的芳香性。與芳基Catellani反應相比，普通烯烴的Catellani反應存在以下幾個挑戰，①普通烯烴沒有芳香性，容易發生環丙基化反應；②烯丙位容易發生β-H消除，導致不可逆副反應的生成；③烯基溴或OTf與芳基碘相比，反應性更差。

作者對反應可能的機理進行了分析，發現在降冰片烯上引入一些合適的取代基或許可以抑制環丙烷化反應的發生，如果引入醯胺等導向基還能促進C-H鍵活化的進行（漂亮工作的背後都有縝密的思考）。


該反應的關鍵在於降冰片烯（NBE），對不同類型的降冰片烯進行了篩選，結果表明雙鍵上有醯胺基取代的NBE能有效實現烯烴的Catellani反應，其中N11效果最好。

該反應具有很好的底物兼容性，可以實現各類四取代烯烴的合成。

總結：本文並未對這篇文章進行詳細解讀，只是對設計反應的思路進行了描述，做有機方法學了解反應歷程十分重要，首先要明白課題存在的一些挑戰，隨後再去想辦法解決相應的挑戰。

PS：Pd/NBE催化體系合成價值十分大，能夠一步構成多根化學鍵，目前研究比較熱門，EOC以前曾經對其進行過總結：張力催化：降冰片烯催化的Catellani反應。另外，武漢大學周強輝老師曾經在Angew上發表過一篇Pd/NBE催化Catellani反應的綜述，對其進行了系統總結，感興趣的可以看下（10.1002/anie.201813491）。



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