茚酮通常存在于药物和生物活性天然产物中,并且作为中间体来获得多取代的茚满酮。虽然人们已经开发了许多制备茚酮的方法,但传统方法通常需要多个步骤,且适用性有限。近年来,炔烃作为原料的过渡金属催化环化反应提供了合成茚酮的有用策略。然而,使用不对称炔烃时,控制区域选择性却并非易事。此外,这些方法需要邻位双官能化芳基底物或导向基团。近日,芝加哥大学的董广彬(点击查看介绍)课题组基于钯/降冰片烯化学,从简单易得的起始材料实现更加普适和区域选择性茚酮的合成,并把这样的方法运用到Pauciflorol F和Acredinone A的合成中。
反应由Pd(0)氧化加成到Ar-X键,随后的NBE迁移插入和C-H键金属化反应生成芳基-降冰片烯-钯环中间体I(称为ANP),然后与酸酐反应生成中间体II。降冰片烯消除后,所得中间体III可进一步进行分子内环化得到茚酮产物。该反应拥有良好的底物适用性(29种底物,产率43-88%)和官能团兼容性。此外,除了邻位取代的碘苯或者溴苯,该团队利用他们新开发的新型降冰片烯技术(点此查看原文),同样实现了邻位无取代基的碘苯也可以作为反应物。
该方法的实用性首先在Pauciflorol F的合成中得到证实。作为一种来自白藜芦醇的多酚天然产物,Pauciflorol F自2004年发现以来一直是一种有吸引力的合成目标分子。Pauciflorol F的合成现在可以在5个步骤中完成,并且总产率很高(~50%)。
该团队接着进行acredinone A的全合成。最近,Acredinone A从海洋海绵相关的acremonium sp.真菌中分离出<5 mg,被认为是第一种能抑制电压门控钾通道的非肽类天然产物,有助于开发治疗II型糖尿病的抑制剂。在这篇工作之前,尚无实现acredinone A的全合成,难点在于如何构建高度拥挤的茚酮核心以及有效地构建两个五取代的芳香烃。该团队设想acredinone A可以通过具有相似复杂性的两个片段(12和13)的Suzuki-Miyaura偶联来构建。值得注意的是,这两个片段都通过独特的钯/降冰片烯催化合成。除了本文报道的方法学合成片段12外,该课题组还创新使用了邻位酰基化/原位硼酯化反应构建另一种片段13b,充分展示了钯/降冰片烯催化的强大。
这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章的第一作者是刘飞鹏,共同通讯作者王健纯为该课题组五年级的博士研究生。
该论文作者为:Feipeng Liu, Zhe Dong, Jianchun Wang and Guangbin Dong
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Palladium/Norbornene-Catalyzed Indenone Synthesis from Simple Aryl Iodides: Concise Syntheses of Pauciflorol F and Acredinone A
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 2144, DOI: 10.1002/anie.201813699
导师介绍
董广彬
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