2018年8月16日
本文介绍了极性转换酮 enolates 到 enolonium 种的两步单锅协议, 并对α位亲核试剂的添加进行了描述。亲核试剂包括氯、叠氮化物、唑类药物、烯丙基烷和芳香化合物。
酮烯醇化物的 umpolung 通过逆转自然活性,能够对功能化碳新化合物产生前所未有的反应。关键是形成亲电 enolonium 物种作为离散物种。基于亲电烯莩种类的方法的一个主要优点是,它消除了对旧的多步骤方法的需求,允许使用商业起始材料并且易于使用。
我们最近有了这种方法的想法,当时我们首次能够表征亲电 enolonium 种类。在过去的一年里,我们基于此处介绍的两步方案开发了一系列新反应。今天,我们将介绍第一步制备的烯醇化合物如何与烯丙基硅烷、芳香族化合物、氯化物、叠氮化物和唑类原位偶联使用。
请记住,该技术的含义延伸到其他反应,因为可能使用的亲核试剂类型比早期的高价碘基方法限制要小得多。演示该程序的是我们小组的研究生 Shlomy Arava。在装有隔膜和磁力搅拌棒的干燥圆底烧瓶中,加入 1.5 当量的 Koser 试剂,并用氮气或氩气冲洗烧瓶。
加入干燥的二氯甲烷,得到 0.234 毫摩尔/升的正式浓度。使用干冰丙酮浴将所得悬浮液冷却至零下 78 摄氏度。然后,缓慢加入 1.5 当量的纯三氟化硼醚酸盐。
将异质混合物加热至室温,直到它变成黄色溶液,这通常在 5 分钟内发生。然后,将溶液冷却至零下 78 摄氏度。在冷却的溶液中,在 2 到 10 分钟内逐滴加入 1 相当于先前制备的三甲基硅烷基醚溶液,以得到烯醇化合物。
这是协议中最关键的一步。如果 TMS-烯醇醚添加得太快,就会形成二聚化产物。在零下 78 摄氏度下,在搅拌下,将先前制备的烯丙基三甲基硅烷溶液的两个当量缓慢加入到制备的烯烃种类溶液中。
5 分钟后,取出冷却槽,让反应混合物达到室温。反应完成后,向反应混合物中加水并转移到分离漏斗中。然后,用二氯甲烷提取 3 次,每次提取使用 2 至 3 倍的反应体积。
接下来,使用与混合反应体积相同的盐水,用盐水清洗合并的有机层两次。将合并的有机层转移至培养瓶中后,用无水硫酸钠干燥 30 分钟。然后,通过过滤去除硫酸钠。
然后,在 40 摄氏度的减压下旋转蒸发器上去除溶剂。使用己烷和乙酸乙酯作为洗脱剂,在硅胶上通过柱色谱纯化粗品,得到相应的纯 α 烯丙基酮。对于苄基二甲基癸氯铵反应,在零下 78 摄氏度下搅拌,将先前制备的氯化物溶液的两当量滴加到制备好的烯溴铵溶液中。
5 分钟后,取出冷却槽,让反应混合物达到室温。对于氮化,在零下 78 摄氏度下搅拌,将 2.5 当量的纯 azedo 三甲基硅烷滴加到制备的 enolonium 物种溶液中。15 分钟后,将反应混合物加热至零下 55 摄氏度并搅拌 2 至 3 小时,直到 TLC 反应完成。
对于唑类反应,在零下 78 摄氏度下搅拌,将 4 到 5 个先前制备的唑类溶液滴加到制备的烯醇溶液中。15 分钟后,将反应混合物加热至零下 55 摄氏度并搅拌 4 至 8 小时,直到 TLC 反应完成。对于芳基化,在零下 78 摄氏度下搅拌,将 1.6 当量先前制备的芳香族底物溶液滴加到制备的烯烃物质溶液中。
芳香族底物添加完成后,将混合物的温度升高至零下 55 摄氏度并搅拌 20 分钟,直到 TLC 反应完成。在 α 官能化反应中可以成功使用非常广泛的不同酮,以得到良好的产率,如叠氮化所观察到的那样。在酮的 α 位置引入唑类的反应范围包括大多数常见的单环和双环含氮杂环。
烯丙基化程序的范围包括烯丙基-克罗特基-和异戊二烯基-三甲基硅烷。C-芳基化程序适用于吲哚和富电子苯衍生物,仅使用 1.5 至 1.6 当量的芳香族底物。硫代苯、呋喃和吡咯也是很好的底物,但产物的分离率略低,需要五当量的芳香族底物。
一旦掌握,大多数反应可以在不到 5 小时内完成实验方案的两个步骤,而唑类偶联可以在一夜之间完成。在尝试此过程时,重要的是要记住在制备烯醇化物质时缓慢添加 TMS-烯醇化物,以避免烯醇化物二聚化作为副反应。不要忘记,使用叠氮化物可能很危险,应始终采取适当的预防措施,例如限制结垢。
按照烯丙基化程序,您可以添加异戊二烯基以形成四元中心,这是使用其他方法无法完成的。使用芳基化程序意味着您无需担心使用过渡金属催化剂或卤代芳烃起始材料。只需使用芳香族底物即可。
看完这个视频后,我们希望 enolate umpolung 对您来说是一个熟悉的概念,并且您会受到诱惑来发展自己的新反应。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本文介绍了一种利用高价碘试剂通过烯醇盐极性反转实现酮的α-官能团化的详细实验方案。该方法的核心是生成亲电性的烯醇阳离子中间体,从而高效地进行氯化、叠氮化、氮杂芳基化、芳基化和烯丙基化反应。这一两步策略拓展了与高价碘化学兼容的亲核试剂范围,并可获得存在于多种药理活性化合物中的重要结构单元。
通过烯醇正离子物种实现酮类官能化的两步极性反转策略,能够快速构建多样化的α-官能团结构,这些结构与药物化学研发组合密切相关。该方法通过拓展亲核试剂的兼容性并无需使用过渡金属催化剂,简化了早期药物发现和先导化合物的多样化进程。该策略支持高效构建包含药物候选分子中常见结构片段的化合物库,从而增强研发管线的灵活性和合成能力。
该方案整合了早期发现与先导化合物鉴定之间的衔接环节,能够高效地进行构效关系探索,并扩大用于后续筛选和临床前评价的化合物库。