上海有機(jī)所在立體選擇性合成1,3-共軛二烯研究中取得重要進(jìn)展
共軛雙烯廣泛存在于天然產(chǎn)物、活性生物分子和高分子材料中。共軛雙鍵結(jié)構(gòu)也可以發(fā)生多種轉(zhuǎn)化，如通過加成反應(yīng)和選擇性氫化反應(yīng)構(gòu)建季碳中心，也是DA反應(yīng)的必要前體。目前已有多種方法可以合成1,3-共軛二烯結(jié)構(gòu)，其中過渡金屬催化的通過直接活化烯烴上C-H鍵進(jìn)行氧化偶聯(lián)的方法，符合原子經(jīng)濟(jì)性的綠色化學(xué)追求，受到廣泛關(guān)注。但在偶聯(lián)過程中，尤其是兩個(gè)末端烯烴偶聯(lián)時(shí)，立體選擇性的控制是一個(gè)難點(diǎn)。雖然可以通過雙鍵上取代基的位阻差異或者在底物中引入定位基團(tuán)的策略調(diào)控產(chǎn)物的立體構(gòu)型，但是要取得相反選擇性產(chǎn)物通常極其困難，而且對(duì)于末端性質(zhì)相近的偕二芳基取代的共軛雙烯的合成則又是一大挑戰(zhàn)。
金屬遷移可以導(dǎo)向新的化學(xué)鍵切斷與偶聯(lián)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程C-H鍵的官能團(tuán)化，是越來越備受關(guān)注的有機(jī)合成方法。但是金屬遷移反應(yīng)通常應(yīng)用于分子內(nèi)反應(yīng)，分子間的反應(yīng)類型極其有限，且難以控制反應(yīng)的區(qū)域選擇性。
中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所天然產(chǎn)物有機(jī)合成化學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室林國(guó)強(qiáng)研究員和馮陳國(guó)副研究員等利用金屬鈀從芳基向烯基位置的遷移策略，用分子間的Heck偶聯(lián)反應(yīng)作為后續(xù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，高效、高立體選擇性地實(shí)現(xiàn)了1,3-共軛二烯的構(gòu)建(DOI: 10.1002/anie.201801963 and 10.1002/ange.201801963)。該方法可以中等至優(yōu)秀的收率，高立體選擇性合成末端偕二取代的共軛二烯。反應(yīng)具有廣泛的底物適用性，可以兼容多種缺電子烯烴。而且底物分子中R1基團(tuán)為酯基或烷基時(shí)，反應(yīng)也可順利進(jìn)行，并且產(chǎn)物的構(gòu)型與定位基團(tuán)、位阻效應(yīng)控制的產(chǎn)物構(gòu)型相反。反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)克級(jí)規(guī)模并保持優(yōu)秀的收率。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B)和前沿科學(xué)研究重點(diǎn)計(jì)劃以及973項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)資助。
圖1 基于1,4-鈀遷移/Heck反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的1,3-二烯立體選擇性合成
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