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1,3-共轭二烯是合成化学的重要结构单元,不仅广泛存在于商业化学品和天然产物中,还能够作为多功能的合成子参与Diels-Alder反应以及一系列交叉偶联反应。其中,含饱和杂环的环外二烯可以通过Diels-Alder反应实现高附加值的螺环分子的快速构建。然而,由于缺乏高效和模块化的合成方法,环外二烯的潜在应用在很大程度上仍未被发掘。传统构建环外共轭二烯的方法极大地依赖于环状酮的Wittig反应,但该方法的立体选择性差。此外,以1,6-烯炔和1,6-二炔为底物的催化反应虽然也能实现环外二烯的合成,但都局限于五元或者六元环的构建。
中科大黄汉民教授课题组长期致力于发现新型有机金属活性中间体,并研究由它们导向的有机合成反应,他们前期利用胺缩醛和零价钯反应制备得到了一种新型的三元环钯配合物(Huang-Complex),通过使用这种环钯配合物作为Leading-Complex, 发展了一系列新型的C-C和C-N成键反应(J. Am. Chem. Soc 2012 134, 20613; Acc. Chem. Res. 2021, 54, 4305; Chem. Sci. 2022, 13, 2317; Chem Catal. 2022, 2, 2034)。最近,该课题组发现零价钯可与由醛和胺原位缩合形成的氮氧缩醛氧化加成生成关键的胺烷基环钯中间体,并在此基础上建立了胺基烯炔、醛和二级胺的三组分一锅的关环胺烷基化胺基化反应(Angew. Chem Int. Ed. 2023, 62, e202215325)。值得指出的是,该策略可以通过邻位胺与钯中心配位来缓解烷基钯中间体的β-氢消除问题,从而使该反应能够适应脂肪醛底物。在此背景下,该团队设想,是否可以利用该钯催化的胺烷基化环化反应与传统偶联反应相结合,通过后续的内球型转金属化过程实现环外二烯的合成。 通过反应条件优化,作者首先实现了以有机硼酸为转金属化试剂的三组分反应。底物考察结果表明,反应对各种胺基烯炔、醛、芳基或者烯基硼酸都能很好地兼容,以高的区域和立体选择性得到5-元到8-元饱和氮杂环的多取代环外共轭二烯。此外,反应的立体选择性可以通过对底物空间位阻进行调控。 随后,作者进一步实现了以二苯基硅烷为氢源的三组分反应,实现了二取代环外共轭二烯的合成,反应同样具有优异的官能团兼容性。 该工作中,黄汉民教授团队通过将该课题组发展的钯催化胺烷基化环化反应与经典偶联反应相结合,发展了环外二烯的模块化合成方法。以钯催化胺烷基化环化反应得到的亚乙烯基烯丙基钯为平台分子,只需将目标分子切断成组成单元和必要的偶联反应,便可高效构建同时具有饱和含氮杂环和二烯官能团的分子。该工作不仅是环外二烯合成和钯化学的一个新进展,而且为将新的反应与经典偶联反应相结合,开发新的多组分反应铺平了道路。 论文信息 Palladium-Catalyzed Aminoalkylative Cyclization Enables Modular Synthesis of Exocyclic 1,3-Dienes Suchen Zou, Zeyu Zhao and Hanmin Huang* Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202311603




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