由羰基化合物制备醇的方法

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由羰基化合物制备醇的方法

来源：baiyundou.net 日期：2024-09-25

导读\n迄今为止，实现环状1,3-二羰基化合物，尤其是杂芳环1,3-二羰基化合物的α-芳基化仍然具有巨大的挑战性。近日，南方医科大学麦少瑜课题组开发了一种新颖且简便的“环状碘叶立德”策略，在铑催化以及无需外源碱的条件下，成功地实现了（杂）环1,3-二羰基化合物的Suzuki型α-芳基化。该策略首先将（杂）环1,3-二羰基化合物转化为相应的环状碘叶立德形式（可原位形成），随后与有机硼试剂发生Suzuki型卡宾偶联反应，即可得到各种结构多样且先前难以制备的芳基化产物。相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI：10.1002/anie.202400741）。\n正文\n高效合成2-羟基联芳基化合物是合成化学、药物化学和材料科学的重要目标。其中，2-芳基-(杂)环1,3-二羰基化合物属于一类结构特殊的2-羟基联芳衍生物，广泛存在于农用化学品、生物活性分子和天然产物中(图1a)。目前，这类分子的制备缺乏通用且高效的方法，并且缺乏有效的方法将这类片段在后期引入复杂分子的。因此，它们的制备通常需要多步操作、苛刻的反应条件以及使用高毒性的试剂(如Pinhey芳基化)。在已报道的方法中，原料易得的环状1,3-二羰基化合物与芳基卤代物的交叉偶联被认为是最理想的方法；然而，与非环状1,3-二羰基化合物的α-芳基化不同的是，这种策略对环状底物的适用性较差，这是由于反应过程中形成了高度稳定的金属烯醇化物，导致还原消除变得困难，当邻位取代的偶联组分参与时，这种现象尤为明显 (图1b)。目前，最通用的方法是Ball课题组近期报道的一种化学计量铋试剂介导的策略，利用邻取代芳基硼酸实现的1,3-环二酮的α-芳基化，但是这个方法通常需要在一锅中操作3到4步，并且所用的铋试剂的合成需要4步以上 (Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210840)。此外，对于杂芳环1,3-二羰基化合物的α-芳基化的研究鲜有成功的报道。因此，如何实现一种催化的、通用的α-芳基化反应仍然是重要的科学问题。 \n

\n图1 (a) 2-芳基-(杂)环1,3-二羰基化合物的重要性; (b)目前的合成方法\n为此，南方医科大学麦少瑜课题组在前期的研究基础上，开发了一种新颖且简便的“环状碘叶立德”策略来解决以上问题，实现了(杂)环1,3-二羰基化合物的Suzuki型α-芳基化(图2)。该方法具有反应条件温和、操作简单、无需外源碱、生物兼容等优点，并且表现出优异的底物耐受性，尤其能兼容各种具有挑战性的杂芳环1,3-二羰基化合物、具有位阻的或对碱敏感的芳基硼试剂等。由于广泛的官能团耐受性，该方法允许在高度复杂的分子中安装这类杂环1,3-二羰基片段(例如紫杉醇)。更值得注意的是，对于之前需要多个合成步骤的药物分子或者天然产物，该策略能为它们的制备提供一个明显简化且高收率的合成路线。 \n

\n图2 碘叶立德策略实现环1,3-二羰基化合物的α-芳基化\n底物普适性考察表明，该方法能兼容广泛的官能团，如酯、酮、腈、苯酚、芳基氯、溴化物，甚至碘化物；一系列具有挑战性的邻位取代的芳基硼酸以及对碱敏感的芳基硼酸都能成功的兼容。此外，作者还探索了一系列与药化相关的(杂)芳环1,3-二羰基化合物的兼容性。结果显示，该策略可以扩展到不同的(杂)环骨架，如2-吡啶酮，2-喹啉酮，2-嘧啶酮，哒嗪-3-酮，2-吡喃酮，（硫代）色烯-2-酮，和萘-1，4-二酮，并且，还能兼容各种含有敏感N-H键的杂环。为了进一步体现该策略在合成上的应用价值，作者展示了大量复杂分子的后期修饰，均能成功地安装这类杂环1,3-二羰基片段（图3）。 \n

\n图3 后期修饰\n由于该新策略可以兼容杂芳环1,3-二羰基化合物以及允许后期芳基化，作者还展示了一系列的合成应用（图4）。结果表明，该策略为先前需要多个合成步骤的生物活性分子或天然产物的制备，提供了一个明显简化的合成路线（图4）。其中，传统中药桑黄来源的成分phelligridin A之前的合成需要7步，利用新开发的方法只需2步就能以40%的分离收率得到目标产物，并且无需柱层析纯化。该方法还体现了在phelligridin A以及benzosimuline类似物的模块化合成中的独特优势，为相关药物化学研究提供了重要的方法。\t\n

\n图4 合成应用\n总结\n作者利用碘叶立德策略实现了环状1,3-二羰基化合物的Suzuki型α-芳基化，此新颖且实用的方法解决了之前金属催化的直接α-芳基化难题，为具有重要医药意义的2-芳基-(杂)环1,3-二羰基衍生物的合成提供了新的思路。该研究成果得到了国家自然科学基金青年项目、广东省青年基金项目等经费的大力支持。南方医科大学中医药学院硕士研究生梁明轩和何梦玲是该论文的共同第一作者，已毕业的钟智卿硕士也在前期探索中发挥重要作用。麦少瑜副教授和杜庆锋教授为本文的通讯作者。\n人物简介\n

\n麦少瑜，南方医科大学中医药学院副教授，硕士生导师。2014年南方医科大学中医药学院本科， 2019年华侨大学化工学院博士学位（导师：宋秋玲教授）。2020年6月加入南方医科大学开始独立科研工作，主要研究方向为高价碘参与的新反应、新合成策略的开发。独立工作以来，以通讯作者身份在Angew. Chem. Int. Ed. 、Org. Lett.、Org. Chem. Front.等国际著名期刊发表研究性论文多篇。近年主持了国家自然科学基金青年项目、广东省区域联合基金-青年基金项目、广州市青年博士“启航”项目等。 \n

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（编辑：自媒体）