对接-迁移:烯烃的自由基双官能化反应利器

烯烃双官能化反应能同时向烯烃两端引入两个不同官能团,实现简单烯烃向复杂官能化分子的高效转化,一直受到合成化学家的广泛关注.其中自由基介导的烯烃双官能化反应由于具有条件温和、类型多样等特点使其近年来备受关注.对接-迁移策略通过巧妙的双官能化试剂的设计,将自由基供体和迁移基团通过链接基团置于同一分子中,经与烯烃进行对接后再发生快速的分子内官能团迁移而实现烯烃双官能化.该策略针对烯烃底物的兼容范围广,对活化烯烃、非活化烯烃及具有复杂骨架的烯烃都有良好的适用性,为生物活性分子的后期改造提供了便利途径.本文主要综述了本课题组近几年内发展及利用对接-迁移策略实现的烯烃双官能化反应的进展.

烯基自由基参与的分子内氢原子转移反应的新进展

近年来烯基自由基引发的氢原子转移反应受到了广泛的关注.利用该策略可以实现自由基成环反应和区域选择性的远程sp^(3)碳氢键官能化反应,包括碳氢键烯基化、炔基化、卤化及芳基化等反应.在该类反应中,烯基自由基的产生方式由传统的烯基卤化物单电子还原,拓展到通过外加自由基对炔基的加成.这些反应依据底物类型的不同,机理路径也有所不同.通常情况下,攫氢产生的烷基自由基会重新加成到烯烃上,实现成环反应.如果以炔丙醇作为底物,成环后形成的烷基自由基易发生开环反应实现烯烃迁移.当以非末端炔烃为底物时,可能发生分子间的自由基官能化反应.烯基自由基参与氢原子转移反应具有区域选择性佳、原子经济性好以及反应模式多样等优点.对该研究领域的近期进展进行了综述.

磺酰氯参与的基于远端炔基迁移的非活化烯烃炔基化反应

利用自由基参与的远端炔基迁移策略实现了非活化烯烃的炔基化反应.以磺酰氯为试剂,在可见光促进下形成三氟甲基自由基或芳基(烷基)磺酰基自由基,随后加成到非活化烯烃上,生成烷基自由基中间体,继而诱导远端炔烃的分子内迁移,得到三氟甲基炔基化或磺酰基炔基化产物.该方法具有条件温和、底物易得以及官能团兼容性广等优点.

自由基参与的[1.1.1]螺桨烷溴烷基化反应:溴代双环[1.1.1]戊烷衍生物的合成

双环[1.1.1]戊烷(BCP)常被用作苯基、叔丁基和炔基的生物等排体,以提高生物活性分子的类药性.因此,向BCP骨架引入实用性官能团为药物开发中设计新的生物等排体提供了有效策略.报道了自由基参与的[1.1.1]螺桨烷的溴烷基化反应,实现了溴代BCP衍生物的合成.该反应以溴代烷基杂芳基砜为原料,经自由基途径向螺桨烷同时引入烷基杂芳基砜和溴两种官能团.该反应快速高效,在室温下仅需2 h便能完成.产物多样性较好,能够获得一系列新颖的烷基杂芳基砜取代的BCP衍生物.此外,该反应还具备原子经济性高、操作简单和易于克级制备等优点.

无过渡金属参与的醚、醛和酰胺C—H键自由基炔基化和烯丙基化反应

醚、醛和酰胺类化合物广泛存在于天然产物和药物分子中,并作为常见廉价原料应用于合成化学中.通过自由基反应途径实现杂原子α位C—H键官能化为这些化合物的结构改造提供了高效策略.报道了一例通过二三氟醋酸碘苯(PIFA)在光照下直接攫氢产生碳自由基实现C—H键炔基化和烯丙基化反应的新策略.该方法操作简单,能够以中等到良好的产率实现醚、醛和酰胺C—H键的炔基化和烯丙基化反应.反应条件温和,不需要使用过渡金属催化剂,官能团兼容性广,适用于醚、醛和酰胺以及形式多样的炔基和烯丙基砜试剂.