- 首頁(yè)
- 資訊
董廣彬課題組最新JACS：利用Pd/NBE共催化實(shí)現(xiàn)1,2-氮硼烷的多官能團(tuán)化
來(lái)源：化學(xué)加原創(chuàng) 2024-04-10
導(dǎo)讀：近日，美國(guó)芝加哥大學(xué)（University of Chicago）董廣彬課題組利用鈀/降冰片烯(Pd/NBE)協(xié)同催化，模塊化的實(shí)現(xiàn)了1,2-氮硼烷的C3和C4雙官能團(tuán)化。反應(yīng)中C2位酰胺基取代的降冰片烯的使用是實(shí)現(xiàn)此轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。此轉(zhuǎn)化具有良好的底物適用性和官能團(tuán)兼容性，并可以兼容一系列不同的親電試劑和親核試劑。該反應(yīng)可以進(jìn)行規(guī)?；铣刹⒖梢酝ㄟ^(guò)后期官能團(tuán)化實(shí)現(xiàn)包括六取代1,2-氮硼烷在內(nèi)的一系列1,2-氮硼烷衍生物的合成。相關(guān)成果發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.上，文章鏈接DOI：10.1021/jacs.4c01582。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）1,2-氮硼烷是苯環(huán)的芳香電子等排體之一，其用BN單元代替了苯環(huán)的CC單元（Figure 1）。由于BN所誘導(dǎo)出的極化性質(zhì)，使1,2-氮硼烷在藥物化學(xué)中展示出更佳的水溶性和生物利用度。雖然1,2-氮硼烷在藥物化學(xué)和材料化學(xué)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，但實(shí)現(xiàn)多取代（5-6取代）1,2-氮硼烷的合成具有極大的挑戰(zhàn)性。Braunschweig課題組通過(guò)硼烷的擴(kuò)環(huán)或炔和亞氨基硼烷的環(huán)化實(shí)現(xiàn)了六取代1,2-氮硼烷的合成，但所兼容的取代基極其有限。此外，利用1,2-氮硼烷的后期官能團(tuán)化可以實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)多樣性（Scheme 1A）。近期，董廣彬課題組發(fā)展了利用簡(jiǎn)單易得的環(huán)丙基亞胺或酮作為起始原料，實(shí)現(xiàn)了1,2,6-三取代1,2-氮硼烷的模塊化合成（Scheme 1B）。最近，美國(guó)芝加哥大學(xué)（University of Chicago）董廣彬課題組基于長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)Catellani反應(yīng)的研究興趣，利用Pd/NBE共催化實(shí)現(xiàn)了1,2-氮硼烷的C3,C4雙官能團(tuán)化，并通過(guò)后期官能團(tuán)化實(shí)現(xiàn)了六取代1,2-氮硼烷的合成（Scheme 1C）。下載化學(xué)加APP到你手機(jī)，收獲更多商業(yè)合作機(jī)會(huì)。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
作者首先以3-碘-1,2-氮硼烷2a為底物，鄰溴苯甲酸甲酯為親電試劑，苯乙烯為親核試劑對(duì)反應(yīng)進(jìn)行了嘗試。當(dāng)使用2a (0.10 mmol), 2-溴苯甲酸甲酯 (0.10 mmol), 苯乙烯 (0.105 mmol), Pd(TFA)2 (0.01 mmol), BrettPhos (0.02 mmol), N1 (0.20 mmol), A1 (0.01 mmol), K2CO3 (0.40 mmol), toluene/DME (0.1 M, 0.5 mL: 0.5 mL)，120 °C，18 h，可以以71%的1H NMR產(chǎn)率得到C3,C4雙官能團(tuán)化產(chǎn)物3aa（Table 1，entry 1）。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
在得到了最優(yōu)反應(yīng)條件后，作者對(duì)底物范圍進(jìn)行了考察（Table 2）。首先，作者對(duì)不同的烯烴偶聯(lián)配偶體進(jìn)行了測(cè)試。一系列含有給電子、中性以及吸電子官能團(tuán)的苯乙烯衍生物均可順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，以50-73%的產(chǎn)率得到所需的產(chǎn)物3aa-3ae。2-乙烯基萘和4-乙烯基吡啶也可兼容，分別以40%和47%的產(chǎn)率得到3af和3ag。此外，含有環(huán)狀或線性烷基的烯烴同樣可以參與轉(zhuǎn)化，但產(chǎn)率相對(duì)較低(3ah，32%；3ai，33%)。一系列邁克爾受體，如丙烯酸酯(3aj，62%)和丙烯腈(3ak，40%)，均可有效的參與偶聯(lián)。值得注意的是，乙烯基鄰二甲酰亞胺同樣可以參與轉(zhuǎn)化，以48%的產(chǎn)率得到3al。這也是首次將乙烯基鄰二甲酰亞胺用于Pd/NBE催化來(lái)實(shí)現(xiàn)原位淬滅。此外，不同取代的芳基溴親電試劑同樣可以順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，以15-68%的產(chǎn)率得到相應(yīng)的產(chǎn)物3am-3ap。除了使用芳基鹵為親電試劑，烯烴為親核試劑以外，作者還嘗試了其它雙官能團(tuán)化試劑的兼容性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用此策略還可以分別實(shí)現(xiàn)原位氫化、胺基化和炔基化，以27-59%的產(chǎn)率得到相應(yīng)的雙官能團(tuán)化產(chǎn)物3aq-3as。值得注意的是，當(dāng)使用烷基親電試劑參與反應(yīng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)鄰位的烷基化，以28%的產(chǎn)率得到3at。此外，1,2-氮硼烷的氮原子上可以兼容對(duì)氟苯基、對(duì)氯苯基、對(duì)甲苯基、對(duì)甲氧基苯基等基團(tuán)，以57-73%的產(chǎn)率得到3b-3f。重要的是，當(dāng)?shù)由喜贿B有取代基時(shí)，仍可以以55%的產(chǎn)率得到3g。最后，作者對(duì)C6取代的兼容性進(jìn)行了考察。包括噻吩、各種取代的芳烴以及環(huán)烷基等均可兼容，以44-73%的產(chǎn)率得到產(chǎn)物3h-3m。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
為了證明此轉(zhuǎn)化的實(shí)用性，作者進(jìn)行了規(guī)?；铣蓪?shí)驗(yàn)以及產(chǎn)物的合成轉(zhuǎn)化。在克級(jí)規(guī)模下，使用2a為起始原料（1g），仍可以以51%的產(chǎn)率得到產(chǎn)物3aa（613 mg）（eq 1）。此外，當(dāng)使用產(chǎn)物3ar與Br2反應(yīng)時(shí)，意外的得到了在均三甲苯處溴化的產(chǎn)物4ar’。而在NCS存在下可以優(yōu)先實(shí)現(xiàn)C5氯化，以84%的產(chǎn)率得到4ar（Scheme 2A）。除此之外， 3c還可以通過(guò)水解以及還原分別以98%和86%的產(chǎn)率得到4c和5c。而5c則可以通過(guò)Dess?Martin氧化和銠催化的脫羰過(guò)程以兩步64%的產(chǎn)率得到6c（Scheme 2B）。有趣的是，產(chǎn)物3ai可以在Pearlman催化劑[Pd(OH)2/C]存在下實(shí)現(xiàn)烯烴的氫化，以96%的產(chǎn)率實(shí)現(xiàn)了C3烷基化產(chǎn)物4ai的合成（Scheme 2C）。
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
（圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.）
董廣彬課題組發(fā)展了首例Pd/NBE共催化1,2-氮硼烷的C3,C4雙官能團(tuán)化反應(yīng)。反應(yīng)中C2位酰胺基取代的降冰片烯的使用是實(shí)現(xiàn)此轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。此反應(yīng)的發(fā)展可以填補(bǔ)1,2-氮硼烷 C4位官能團(tuán)化的空白，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)六取代1,2-氮硼烷的合成。該反應(yīng)可以進(jìn)行規(guī)?；铣桑⒕哂辛己玫牡孜镞m用性和官能團(tuán)兼容性，為多取代1,2-氮硼烷類似物的合成提供了新策略。
文獻(xiàn)詳情：
Shinyoung Choi, Guangbin Dong*. Rapid and Modular Access to Multifunctionalized 1,2-Azaborines via Palladium/Norbornene Cooperative Catalysis. J. Am. Chem. Soc., 2024, https://doi.org/10.1021/jacs.4c01582.
聲明：化學(xué)加刊發(fā)或者轉(zhuǎn)載此文只是出于傳遞、分享更多信息之目的，并不意味認(rèn)同其觀點(diǎn)或證實(shí)其描述。若有來(lái)源標(biāo)注錯(cuò)誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請(qǐng)作者持權(quán)屬證明與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將及時(shí)更正、刪除，謝謝。 電話：18676881059，郵箱：gongjian@huaxuejia.cn
在線客服
快速發(fā)布
我的店鋪
我的化學(xué)加
我的消息
我要充值
回到頂部
