ChemElectroChem:电化学方法实现四氢呋喃对醇的脱氢缩醛保护

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德国亚琛工业大学Patureau课题组报道了一个条件温和、简便且环境友好的电化学{attr}3204{/attr},可用于各种醇和四氢呋喃之间的 C(sp3)─H/O─H 交叉脱氢偶联。该反应提供了绿色高效的羟基保护方法。


将醇转化为缩醛是官能团保护里一类重要的官能团保护策略,一般要在酸性条件下实现。其中,将醇转化成四氢呋喃(或四氢吡喃)取代的缩醛尤为特殊和重要,因为它具有高耐受性、易脱保护等特性, 此外,缩醛广泛存在于药物和香料中,也是常见的合成中间体。尽管早期的开创性工作证明了阳极氧化 C-O 键的形成,尤其是 Shono 以甲醇为溶剂,但相对较少的阳极交叉脱氢 C-O 键形成方法已被开发用于有机合成。Patureau组发展的这一电化学方法不仅反应条件温和简单,不需要外部氧化剂或催化剂,并且有广泛的官能团相容性(包括羟基、卤素、烯烃以及炔烃)。

图1 醇和四氢呋喃之间的C-O键的形成

值得一提的是,在报道的反应条件下,醇的底物可以兼容多种不同的官能团。即使是未受保护的苯酚也具有良好的耐受性。萘基,芴基,炔烃,烯烃,杂环醇,含硫醚的醇,脂肪醇以及仲醇都能顺利反应,以37%-91%的产率得到相应的缩醛产物。


同时,作者开展了一系列的机理实验,对反应的初步机理进行了研究。基于一系列机理实验以及之前的文献报道,他们提出了可能的反应机理:首先,四氢呋喃在电流作用下会发生单电子氧化,在释放一个质子后形成 THF 自由基物种I,之后与烷氧基自由基反应生成产物。然而,鉴于与醇相比 THF 溶剂大量过量,物种I进一步氧化成阳离子 THF 物质 II也有可能发生,然后,醇将捕获阳离子物种 II 并释放另一个质子生成相关的交叉脱氢缩醛偶联产物。

图2 醇的底物范围

图3 反应机理

论文信息:

Electrochemical Dehydrogenative Acetalization Protection of Alcohols with Tetrahydrofuran

Raolin Huang, Congjun Yu, Prof. Dr. Frederic W. Patureau


ChemElectroChem

DOI: 10.1002/celc.202101155


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