Phil S. Baran《Nature》：电化学快速合成80多种受阻醚！学术资讯

来源：高分子科学前沿

在有机合成领域，Williamson醚合成法是一种合成烷基醚且历史悠久的SN2取代方法。然而，在涉及二级或三级烷基卤化物的情况下，反应往往会偏离轨道，导致生成大量副产物或根本没有反应。另一种Mitsunobu反应法，由于SN2反应对空间位阻和亲核试剂pKa的要求，基本上也很难合成出高产率的受阻醚。尽管受阻醚具有很高的应用价值，但是对于受阻醚的研究基本没有进展，在化学合成领域中被人们所遗忘。目前最常用的合成受阻二烷基醚键的方法仍然是在强酸性条件下由烯烃获得的碳正离子化学方法。但是该方法的反应速率慢且缺乏选择性，使其使用范围受到极大限制。

基于此，美国斯科利普斯研究中心的Phil S. Baran教授（通讯作者）团队报道了一种合成受阻醚的简单途径，即利用电化学氧化从简单的羧酸中释放高能碳正离子。这些以低电化学势形成反应性碳正离子中间体，在非酸性条件下捕获醇供体而形成一系列受阻醚（超过80种）。评估了该方法在制备12种化学支架时避开合成瓶颈的能力，从而提高了所需产品的产率，同时极大的减少了所需的步骤和劳动量。利用分子探针和动力学研究的结果支持了所提出的机理和添加剂的作用。该研究证明了电化学在温和条件下获得高反应性中间体的能力，同时也证明了这些原本不可合成的中间体可以在效率上得到实质性的提高。相关工作以题目为“Hindered dialkyl ether synthesis with electrogenerated carbocations”发表在Nature上。

【文章亮点】

• 通过电化学氧化从简单的羧酸中释放高能碳正离子以形成反应性碳正离子中间体，并在非酸性条件下捕获醇供体从而制备了超过80种难以合成的受阻醚。

• 评估了该方法在制备12种化学支架时避开合成瓶颈的能力，进而提高所需产品的产率，且极大减少合成所需步骤和劳动量。

• 利用分子探针和反应动力学研究来证实所提出的反应机理及添加剂的作用。

【图文速递】

图一、研究背景和反应发展状况

（a）合成受阻醚是有机合成领域中长期存在的挑战；

（b）研究背景和以前的脱羧醚化策略；

（c）通过机电分析描述受阻醚合成的开发和优化。

图二、电化学脱羧法合成受阻醚的应用及部分范围

图三、与其他亲核试剂捕获生成碳正离子的应用和部分范围以及可扩展性演示

【小结】

总之，该机理可能涉及阳极上羧酸盐的限速氧化产生碳正离子，然后通过利用醇的亲核进攻来生成受阻醚产物。该研究在温和电化学反应条件下生成碳正离子，因而在许多情况下都可以使用。

全文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1539-y

来源：Polymer-science 高分子科学前沿

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