碘促进的1-烯-6,11-二炔的串联环异构化反应学术资讯

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原标题：西北师范大学权正军课题组和兰州大学梁永民课题组：碘促进的1-烯-6,11-二炔的串联环异构化反应

复杂稠环分子的合成，特别是在一步反应中构建多个环体系，历来是合成化学中的重点研究课题。烯炔底物已成为高效构建环状化合物的重要起始原料。然而，基于此类底物的反应通常依赖于过渡金属催化剂或苛刻的反应条件。此外，该类反应在现代合成工业中的应用中往往受限于一些固有缺陷，例如产率低下、操作繁琐以及官能团兼容性不高等。因此，环化反应的研究方向依然是探索面向工业生产的低成本绿色合成策略。

碘作为一种廉价的非金属试剂，在诸多反应中表现出了操作简便、节约资源以及省时省工等优势。众所周知，亲电碘正离子与不饱和键配位可得到相应的鎓离子，该鎓离子可被各种亲核基团进攻后而开环。因此，由于反应体系简单，操作便捷以及官能团兼容性高等优点，串联碘环化反应在构建各类环体系中具有明显的优势。

近来，西北师范大学权正军课题组和兰州大学梁永民课题组共同设计了基于1-烯-6,11-二炔底物的串联环化反应（图1）。在该反应设计中，可以预见两种反应路径：包括Meyer-Schuster重排过程，以及碘负离子对联烯碳正离子的进攻。路径A中生成了四个新的化学键，整体环化过程表现出了较高的步骤经济性；而在路径B中，反应终止于经典的炔丙醇二碘化反应而未能进一步环化。所得碘代环化产物四氢苯并[f]异喹啉2a也是许多天然产物和药物活性分子的关键骨架结构。

图1. 基于1-烯-6,11-二炔底物的串联环化反应设计

该反应体系具有良好的官能团兼容性，包括硝基、氰基和乙酰基在内的特殊基团也是可以耐受的（图2）。值得注意的是，该反应体系可以放大到克级规模，并且所得碘代产物还能够通过进一步简单的消除反应合成相应的苯并[f]异喹啉衍生物。

图2. 底物拓展、克级反应和衍生化

该反应可能的机理是，炔丙醇1a在碘正离子的促进下脱去羟基得到炔丙基碳正离子中间体A，A紧接着共振杂化为联烯碳正离子中间体B，体系中的水分子作为亲核试剂进攻B得到中间体C，第二分子的碘正离子与C的炔键配位生成相应的碘鎓离子，再经过烯醇互变异构和分子内环化后得到中间体D，D的萘环部分对新生成的碘鎓离子再次进行分子内exo型进攻后得到中间体E，最终消除一分子碘单质得到对应的碘环化产物2a（图3）。

图3. 可能的反应机理

综上，作者发展了碘促进的1-烯-6,11-二炔的串联环异构化反应，合成了一系列碘代四氢苯并[f]异喹啉或四氢苯并菲的衍生物。该反应体系表现出了良好的官能团兼容性和较高的收率。值得注意的是，碘的加入避免了使用有毒且昂贵的过渡金属催化剂。从合成策略的角度来看，该反应一步合成了两个环体系，构建了一个碳氧键、一个碳碘键和两个碳碳键，这些都为今后类似串联反应的设计提供了可行的经验。此外，反应生成的碘化产物还可以通过进一步的消除反应而得到衍生。

相关研究结果于近期发表在Chem. Commun.杂志。西北师范大学邱一峰副教授和牛跃杰硕士研究生是该论文的共同第一作者，西北师范大学权正军教授和兰州大学梁永民教授是通讯作者。

原文：Iodine Promoted Cascade Cycloisomerization of 1-En-6,11-diynesYi-Feng Qiu, Yue-Jie Niu, Xian-Rong Song, Xi Wei, Hui Chen, Shun-Xi Li, Xi-Cun Wang, Cong-De Huo, Zheng-Jun Quan, Yong-Min LiangChem. Commun., 2020, 56, 1421-1424, DOI: 10.1039/C9CC08286G

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