二氢喹啉和苯并二氢吡喃这两类结构广泛存在于重要生理活性天然产物和药物中,具有抗癌、抗病毒、消炎、抑制蛋白酶等重要生物活性。因此,如何高效构建这两类分子骨架一直是有机合成化学家关注的热点问题。
鉴于高效的原子经济性和温和的反应条件,金催化炔烃芳氢化一直被认为是这两类骨架构建的最佳方式。然而,迄今为止,这一转化仍然存在两个关键问题无法解决:1) 多官能团取代芳环如何实现区域选择性控制?2) 缺电性芳环如何实现反电性环合?为了全面突破这些瓶颈问题,华东师范大学姜雪峰教授课题组提出了配体效应和导向效应协同“指挥”金配位的解决策略:运用缺电性、柔性亚磷酸酯配体,在导向基团辅助下实现大位阻邻位环合;运用富电性、刚性联苯类膦配体,导向基“变身”位阻基,排斥催化剂络合物而获得芳环对位环合。并且,含氮杂季碳并三环的四氢吡咯喹啉酮结构可以通过金银接力催化一步高效构建。
在这一调控转化中,配体就是核心“指挥棒”:缺电性柔性配体Phosphite,可以令与炔烃配位的阳离子金变得更加亲电性,从而获得导向基团配位补偿,形成金的三配位中间体,实现大位阻芳环邻位环合;而富电性刚性配体Xphos作用却恰恰相反,一方面它可以补偿底物的缺电性实现反电性环化,另一方面空间刚性位阻排斥导向基团,避免芳环邻位的环合而单一选择性的实现对位环合。
这一研究成果发表于《J. Am. Chem. Soc.》(DOI: 10.1021/jacs.6b01707)
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b01707
原文标题:Utility of Ligand Effect in Homogenous Gold Catalysis: Enabling Regiodivergent π-Bond-Activated Cyclization
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