华东师范大学姜雪峰教授课题组JACS：Rh(I)催化全取代苯炔前体的合成（涉及卡宾迁移/羰基化/环化）
本文作者：杉杉
导读
近日，华东师范大学姜雪峰课题组在J.Am.Chem.Soc.发表论文，报道了Rh(I)催化卡宾（carbenoid）的串联反应，然后进行羰基化环化反应，合成多种邻甲硅烷基取代的酚类化合物（phenolics），再通过氟磺化反应（fluorosulfurylation）即可获得全取代芳炔前体。值得注意的是，炔烃末端的甲硅烷基不仅可抑制不希望的氧化，而且还可以控制CO插入的选择性。此外，该方法作为直接构建全取代芳炔的有效途径，并可用于多环芳烃分子的构建。
Rh(I)-CatalyzedCarbeneMigration/Carbonylation/Cyclization:StraightforwardConstructionofFullySubstitutedArynePrecursors
GuohaoZhu,Wen-ChaoGao,XuefengJiang*
J.Am.Chem.Soc.ASAPDOI:10./jacs.0c
正文
长期以来，芳炔（Arynes）由于具有出色的反应活性而作为构建功能性芳烃（arenes）的强大底物。自年Robert等[1]利用苯炔（benzyne）三键性质以来，已报道多种苯炔，如萘基炔、吡啶炔和吲哚炔，用于合成功能材料分子和天然产物。同时，含有全取代芳环骨架的三亚苯基（Triphenylenes），六苯并三亚苯基（hexabenzotriphenylenes）和红荧烯（rubrenes）可分别由苯炔，9,10-菲基炔和萘基炔构建。此外，苯炔也可有效地用于多环天然产物的合成，如通过吡啶炔的环加成反应获得玫瑰树碱（Ellipticine），由苯炔的串联反应构建dictyodendrinA的全取代芳烃体系（Scheme1A）。
早期对于获得芳炔的方法，主要依赖于在碱性条件下芳基卤化物的脱卤化氢（dehydrohalogenatio）作用。随后，Kobayashi等[2]开发了一种简便合成芳炔的方法，即通过氟化物诱导2-（三甲基甲硅烷基）苯基三氟甲磺酸酯的1,2-消除，从邻卤代苯酚中获得芳炔，然后引入一种甲硅烷基取代基和离去基团（Scheme1B）。最近，Hoye等[3]通过三炔的六脱氢-Diels-Alder（HDDA）工艺开发了一种创新的多环芳烃合成策略。
基于本课题组对过渡金属催化芳炔羰基环化反应研究[4]，作者设想是否可以通过卡宾迁移，CO插入和6π电环化的串联过程，从炔基-炔胺（yne-ynamides）中直接合成全取代的芳炔前体（Scheme1C）。然而，两种卡宾之间的氧化竞争性和一氧化碳的插入顺序作为反应关键性的挑战。由于硅取代基的空间效应和超共轭效应，作者设计了一种含有甲硅烷基的炔基-炔胺，以抑制不希望的氧化和CO插入的选择性，同时促进了芳炔前体。
首先，作者以二炔1作为模型底物，对末端炔烃上的取代基和N-O氧化物进行了筛选（Table1）。反应结果表明，反应受硅取代基的空间位阻以及吡啶-N-氧化物的2-位的空间和电子效应影响，当使用末端炔烃取代基为TBS的二炔底物，以Rh(COD)Cl2为催化剂，N-O-4为亲核试剂，可在60°C的THF溶剂中反应，获得82％收率的目标产物P1。
在获得上述最佳反应条件之后，作者对二炔的底物（可通过铜催化炔基溴化物的酰胺化反应制备[5]）范围进行了扩展（Table2）。首先，具有不同N-取代的磺酰基（如Ts、Ms、Bs），以76-83％的收率获得所需的酚类产物2a–2c。同时，克级实验，成功以83％的收率（1.06g，2.5mmol）得到2a。接下来，芳环上具有给电子和吸电子基时，均以高收率获得相应的产物2d–2i。含有各种官能团（如酯（2j），酰胺（2k）和乙酰基（2l））的底物，均具有良好的耐受性。此外，芳环上含有3,4-二取代和杂环取代的二炔底物，均能顺利进行反应，获得相应的产物2m–2q。值得注意的是，该方法可有效合成咔唑类生物碱骨架（2r和2s），并可对氨基酸、薄荷醇和雌酮进行相关的后期修饰（2t–2v）。
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