Asian J. Org. Chem. :钯催化的δ, ε-烯基肟的偶联环化制备1,2-噁西平

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七元氮、氧杂环由于其独特的张力结构和一些重要的生物活性而受到越来越多的关注,在杂环化合物中具有独特地位。尽管已经投入大量精力来合成它们,但通过杂原子与不饱和体系的直接杂环化获得七元杂环的例子仍然非常缺乏,代表尚未实现的一个挑战。


近日,长春工业大学赵金钵、刘宇课题组实现了Pd催化的δ,ε-烯基肟与芳基卤化物的偶联环化反应,合成了一类1,2-噁西平骨架。基于模型底物1a进行优化,确定的最优条件为:肟0.2 mmol,1.2 equiv卤代烃,5 mol% Pd(dba)2, 10 mol% SPhos与1.2 equiv Cs2CO3的混合物在2 mL间二甲苯中140 ℃氩气氛下反应,产率中等,同时形成了少量烯基肟自身异构化为质子化的硝酮然后发生分子内[3+2]偶极环加成的产物4a。在最优条件下,分别对肟和芳基卤化物的官能团兼容性进行研究,以良好的产率合成了一系列碳链连接和苯并的1,2-噁西平,后者反应条件更温和,可以在100℃下顺利进行(表2),这表明构象的偏好性对于反应活性至关重要。总体上,拉电子取代基取代的芳基卤化物得到较高一些的产率,可能与更有利于Pd(II) 中间体的还原消除有关。


机理上,反应可能通过内场型的迁移插入和外场型的氮杂Wacker型环化模式进行(图2,A)。作者进行的DFT理论计算表明,通过外场的氮杂Wacker机制进行的反应途径明显有利(图2,B),这可能得益于单齿配位的配体上的苯环与Pd(0)在IIB中形成了更稳定的弱配位作用结构。理论计算还暗示,与钠离子和钾离子相比,铯离子作为抗衡离子时可能会更加有利于环化,使得还原消除成为决速步。



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图1. Pd-催化的烯基肟的偶联环化反应合成1,2-噁西平。

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图2. 可能的反应路径及DFT理论计算结果。

作者还初步研究了该反应在手性膦配体参与下的不对称催化过程(图3,方程式1)。以(R)-SegPhos为配体时,合成的几种1,2-噁西平产物的er值高达 84: 16,证明了该反应在不对称合成中的潜在用途。产物N-O 键的还原裂解可干净地发生氮原子挤出缩环,得到3,4-二氢-2H-吡喃6(图3,方程式2)。

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图3.不对称催化初步结果和产物的转化

文信息

Pd-Catalyzed Coupling Cyclization of δ, ε-Alkenyl Oxime toward Access to 1,2-Oxezapines

Chuang Zhao, Ah-Ying Dong, Dongyan Ju, Jianhong Huang, Ran Jia, Yu Liu, Jinbo Zhao

文章第一作者为长春工业大学化学与生命科学学院在读硕士生赵闯和已毕业硕士董阿颖。


Asian Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ajoc.202200635




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