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Pd-Senphos催化1,3-烯炔反式氰化硼化反应

烯腈类化合物在聚合物、制药、和农业化学等领域具有重要{attr}2167{/attr}价值。因此,烯基腈的多取代位立体选择性合成方法已引起广泛关注。迄今为止,已报道了许多涉及炔烃X-CN双功能化的方法(X=C, B, N, O, S, Ge, Se, Si, Sn)。双官能团化方法很具有吸引力,因为额外引入官能团X使得结构变的多样化。在双功能化方法中,由于有机硼衍生物具有丰富的功能化化学性质,使炔的氰硼化具有很大的吸引力。Suginome报道了PdNi等络合物催化炔烃分子内和分子间的氰化反应。反应的机理是首先将金属催化剂和B-CN氧化加成,然后顺式选择性β迁移插入到炔烃和C-C还原消除,生成顺式氰化产物。炔烃的反式X-CN键双功能化很少报道。例如,炔的反式选择性氰化反应至今未见报道。在这里,作者报道了Pd-Senphos催化1,3-烯炔的反式氰化反应。该方法可提供其他合成方法不易获得的硼-腈基二烯化合物。以及多取代的烯基腈,包括以位点-、区域-和非对映体选择性方式获得的四取代衍生物。


迄今为止,BN / CC已成功用于生物医学研究,材料科学,和有机医学领域新型功能化材料合成。令人惊讶的是,BN / CC在配体方面很少有人关注。为此,作者最近报道了一种基于联芳基14-氮杂萘骨架的配体。电子结构阐明揭示了一个强大的硼碳烷烃特征,这使得C3)比相应的碳芳烃明显更富亲核/电子性。BN / CC新的配体空间导致了新的反应选择性,特别是1,3- 烯炔的反式选择性硼化反应。作者不断努力以扩大Senphos型配体在金属催化中的应用,以致力于解决反式氰硼化反应的突出问题。


报道的反式硼氢化反应的DFT计算预测了一个反应途径,该过程涉及茶酚硼烷外切氧化加成,然后进行氢转移和还原消除。作者设想氯代甲基硼烷(Cl-BCat)可作为一种潜在的硼源,促进外切氧化加成的过程,以及氰化物阴离子会攻击生成的Pd络合物来提供氰化产物。


因此,以Cl-BCat为硼源,CuCN为氰化源,Pd络合物3为催化剂,烯炔 1a为初始底物,作者对配体进行了考察。从表1可以看出,没有配体条件下,该反应不进行。单磷配体产率较低。另一方面,双齿膦配体dppe是完全无效。Senphos型配体产率有较大的提高,同时有很高的选择性。当改变Senphos型配体中的R基团时,产率降低,选择性变差。在下选中确定L1为该反应最佳配体。


在最佳条件下,作者对一系列不同烷基取代的烯炔进行底物普适性考察。不同取代基的芳基都具有高的产率以及高的选择性(4a-4k)。除了芳基以外,R1是杂芳基,烷基也能很好的反应(4l-4p)。其他芳基卤化物(4g-4i)、烷基氯(4o)、酯(4j4r)、甲氧基(4d)羟基(H-也具有很好的耐受性。当R2为芳基时,各种吸电子供电子的取代基均能耐受。对于芳基(E)-1,3-烯炔 (R2=Ar),与L1相比,L5效果更好。R2为供电子时,选择性较差,而当其为吸电子时,选择性较好。此外,在R2为芳基,R1为烷基时,反应效果较好,选择性较高。


邻硼取代烯基腈衍生物是通用的反应中间体。氰化产物4a水解后,pd催化Suzuki-Miyaura偶联制备6b6c,收率分别为86%85%,而立体选择性不变。此外,6a与选择性氟试剂的氟化反应产生了一个新的(E)-2--氟二烯基6dPd/C催化下加氢,与蒎烯醇进行酯交换反应,得到四取代硼化烯腈6e

最后,作者将该反应应用于satigrel7的合成,这是一种含有四取代丙烯腈核心的抗血小板聚集剂。利用作者现有的立体选择性构建四取代丙烯腈的方法,推断可以直接由5e合成Satigrel首先用5e进行酯交换,然后用Suzuki-Miyaura偶联,生成多种双芳基取代的联烯二腈。然后将bis-4-甲氧基苯基衍生物8a氧化得到羧酸9a。最后,催化加氢选择性地还原烯烃。方案5中所述,为双芳基取代的二腈提供了立体选择性的合成方法。


综上所述,作者发展了第一个烷基的反式选择性氰化反应。反应具有位置选择性、区域选择性和非对映选择性,并且已经确定,基于1,4-氮杂嘌呤的Senphos配体结构非常适该催化体系。所述方法提供了直接获得重要的四取代烯基丁腈基的方法,并在Satigrel的合成中证明了该方法的实用性。未来将集中在发展更多的利用Senphos配体的炔烃的立体选择性双功能化反应。

Doi:10.1002/anie.202005882


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