安徽城乡建设 厅网站,哪些网站可以做店铺推广,深圳比邻网站建设,wordpress加密修改点击上方了解化学加VIP会员企业导读近日#xff0c;中国科学院上海有机所游书力团队开发了一种可见光促进的吲哚衍生物分子内[22]环加成方法#xff0c;可以极好的收率和立体选择性得到环丁烷稠合的四环吲哚螺环(Scheme 1#xff0c;底部)。该成果近期发表在J. Am. Chem. So… 点击上方了解化学加VIP会员企业导读近日中国科学院上海有机所游书力团队开发了一种可见光促进的吲哚衍生物分子内[22]环加成方法可以极好的收率和立体选择性得到环丁烷稠合的四环吲哚螺环(Scheme 1底部)。该成果近期发表在J. Am. Chem. Soc.上(DOI: 10.1021/jacs.8b12965)。跳转阅读→全球三大化合物数据库之一诚邀您使用体验并质疑手机上使用尤为方便多环吲哚衍生物存在于多种生物碱和生物活性分子中吲哚衍生物的去芳构化是快速构建这类分子骨架的最直接途径如spiroindolenines、pyrroloindolines和furoindolines等(Scheme 1顶部)。众所周知在吲哚的C3位进行ipso-环化可以构建各种假吲哚螺环在C3位进行Friedel-Crafts烷基化与外部亲电试剂可触发在C2位的环化得到稠合的二氢吲哚。然而目前针对更前沿的目标结构如角四环螺环吲哚啉的催化方法尚不发达已知的方法主要限于分子内环化(Scheme 1中间)。另一方面环丁烷广泛存在于天然产物、药物和农用化学品中。然而由于其高张力的存在使得构建环丁烷(特别是嵌入多环结构的环丁烷)充满挑战性。目前通过光驱动的[22]环加成是构建环丁烷的主要方法但是可见光促进的[22]环加成主要限于官能团化烯烃如α,β-不饱和酮和羧酸衍生物并且涉及芳香分子的相关反应鲜有报道。近日中国科学院上海有机所游书力团队开发了一种可见光促进的吲哚衍生物分子内[22]环加成方法可以极好的收率和立体选择性得到环丁烷稠合的四环吲哚螺环(Scheme 1底部)。(图片来源J. Am. Chem. Soc.)首先作者以含吲哚环的末端烯烃1a作为底物进行了研究(Table 1)但在可见光和常见光敏剂(Figure 1)催化下均未发生预期的[22]环加成反应。实际上1a′的T1与基态(S0)之间的能垒[ΔG(T1-S0)]为65.0 kcal/mol超过了I-V的三重激发态能量(40.9-60.8 kcal/mol)。计算表明通过在C2位引入苯基来延长吲哚环的C2C3双键的共轭体系可以将ΔG(T1−S0)降至55.9 kcal/mol并且在底物中进一步引入吸电子基团可以使ΔG(T1−S0)更小。自旋密度种群分析证实了T1状态下两个自旋排列电子的稳定效应是由上述底物变化引起的(Figure 2)。(图片来源J. Am. Chem. Soc.)(图片来源J. Am. Chem. Soc.)(图片来源J. Am. Chem. Soc.)因此作者将1a确定为改进的模型底物并在24 W蓝光LED和光敏剂IV或V的照射下顺利进行了[22]环加成以适中产率(52-57)得到预期产物2a。随后作者考察了反应参数包括浓度、溶剂和光敏剂的负载量并发现在V(4 mol %)存在下于DCM/CH3CN (3:1)的混合溶剂中以高稀释浓度(0.01 M)条件进行反应时产率最佳(95)。对照实验表明在没有可见光或光敏剂存在下未发生反应。在优化条件下作者探索了该反应的适用范围(Scheme 2)。在吲哚环上具有不同取代模式的底物都可以进行反应并且引入吸电子基团对反应结果有益。在2-Ph的对位含有吸电子基团的底物可以良好的收率(80-99)得到角四环螺二氢吲哚在对位含有给电子基团时反应效果较差(2b20)在间位含有-OMe和-Me时反应效果较好(2h75; 2i93)。在2-Ph引入邻位取代基后由于空间位阻影响导致反应效果较差(2j27; 2k69)。另外在2-Ph吲哚的不同位置含有吸电子基团的底物比含有给电子基团的底物得到产物的产率更好。除丙二酸二甲酯外还可以耐受其他连接基团如二乙基、丙二酸二叔丁酯和N-Boc。含有2-酯基的底物反应很好引入N-吸电子保护基也可以提高反应性[2m, N-Ac, 2-(o-MeC6H4), 96% vs 2l, 5%]在没有2-取代基也一样(2y, N-Ac, 79%2z, N-COCF3, 98%)。 (图片来源J. Am. Chem. Soc.)该方法还可以耐受含有取代烯烃的底物(Scheme 3)并且可以通过一步反应快速构建出具有三个连续季碳手性中心的高张力环丁烷稠合的角四环螺二氢吲哚(350458)。此外α,β-不饱和酮部分在这些条件下不是反应性配偶体(55)。(图片来源J. Am. Chem. Soc.)环丁烷稠合的四环螺二氢吲哚的转化(Scheme 4)利用三氟乙酸酐/Et3N对2a进行N-保护得到化合物6(88)用三氟乙酸对2v进行脱N-Boc保护得到7(82)裸露出两个NH易于进一步衍生化在150 ℃、LiCl/DMSO条件下对2y进行单脱羧得到8(50)。其中6和8的结构通过X射线晶体学分析确定。(图片来源J. Am. Chem. Soc.)机理研究作者尝试通过实验和计算研究阐明这种[22]环加成反应的机理。首先Stern-Volmer淬灭研究证实光敏剂V的激发态易被底物1a淬灭(Figure 3)。通过循环伏安法实验测量了1a的氧化和还原电位(E1/2ox 1.16 VE1/2red −0.44 V, vs Ag/AgCl in MeCN)。将其与所用光敏剂的值进行比较发现氧化/还原电位(Figure 1)与反应性(Table 1)之间无明显相关性。 因此该反应可能不涉及光诱导的单电子转移机制。(图片来源J. Am. Chem. Soc.)另一方面在2,5-二甲基己-2,4-二烯(三重态淬灭剂1 eq.)存在下反应受到显著抑制这表明三重激发态中间体参与这种[22]环加成反应。此外底物的ΔG(T1-S0)值与去芳香化产物的分离产率具有相关性(Figure 2)ΔG(T1-S0)值小于光敏剂的吲哚衍生物也顺利反应。可以确定的是底物和光敏剂的ΔG(T1-S0)值之间的差异越大观察到预期产物的产率越高。通过DFT计算进一步研究了反应机理(Figure 4)。1a (0.0 kcal/mol)被激发至其T1态(56.0 kcal/mol)两个单电子主要位于吲哚环的C2和C3位二者均可以通过尾对尾(TS1, 68.7 kcal/mol)或头对头(TS1′, 72.9 kcal/mol)过渡态对末端烯烃进攻产生螺[4.4] (INT1-T1, 55.1 kcal/mol)或桥接[5.3.0] (INT1′-T1, 54.7 kcal/mol)双环中间体。在这两种过渡态中形成的C-C键的距离分别为2.26 Å (TS1)和2.24 Å (TS1′)。INT1-T1和INT1分别可通过最小能量交叉点MECP1 (57.4 kcal/mol)和MECP2 (55.8 kcal/mol)转化为相应的单重态对应物(INT1-OSS, 54.4 kcal/molINT1′-OSS, 55.2 kcal/mol)。通过两种自由基-自由基结合过渡态(TS2, 59.1 kcal/mol或TS2′, 55.8 kcal/mol)得到预期产物(2a11.0 kcal/mol)其能量远高于1a的能量并且在加热条件下(TS3, 80.7 kcal/mol) [22]环加成是能量禁止的然而[22]环加成在激发态容易进行。尾对尾环化途径的能垒仅为12.7 kcal/mol (TS1 对于1a-T1)这表明了光致激发态反应在开发新的去芳构化中的巨大优势。此外生成桥接[3.1.1]双环产物iso-2a(52.3 kcal/mol)的反应途径是相当不利的通过头对尾环化过渡状态的尝试均告失败。 (图片来源J. Am. Chem. Soc.)(图片来源J. Am. Chem. Soc.)小结游书力团队通过能量转移机制开发了可见光促进的含吲哚环的末端烯烃的分子内[22]环加成反应可以在极其温和的条件下以良好的产率和优异的选择性快速构建出具有高度张力的环丁烷稠合的角四环螺二氢吲哚。此外作者还通过组合实验研究和DFT计算探索了反应机理和结构-反应性关系。 撰稿人爽爽的朝阳点击下方关注化学加小程序专业、方便、实用投稿分享 | 转载联系 | 广告推广 | 商务合作 联系化学加编辑部 :18676881059(手机/微信)邮箱gongjianhuaxuejia.cn拓展阅读又是一年财报季医药行业战况如何辉瑞、诺华、强生、GSK、赛诺菲·····本科、硕士和博士到底有什么区别北交大“12∙26”实验室爆炸事故调查报告公布氢气爆炸引发镁粉粉尘云爆炸这就是我的研究生生活南科大李闯创课题组JACS: Cerorubenic Acid-III的首次不对称全合成屠呦呦入围BBC“20世纪最伟大科学家”与爱因斯坦并列青年科学家陈以昀打破科研“舒适区” 用化学改变“光的世界”糖尿病克星天然产物研究的经典传奇更多精彩关注本号后点击菜单栏或回复字母查看回复 VNature/Science 回复 W有机化学回复 T科研动态 回复 i美丽化学回复 P化工应用 回复 L科普知识回复 C漫画化学 回复 D化学趣史回复 F化学视频 回复 Z科技名人
