2-芳基-1,3-二噻烷与[1.1.1]螺桨烷的反应

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今天分享一篇发表在Angewandte上的文章,题目是“Reactions of 2-Aryl-1,3-Dithianes and [1.1.1]Propellane”;文章的通讯作者是Patrick J.Walsh教授,他们的研究涉及{attr}3185{/attr}不对称合成、有机催化、钯/镍催化的交叉偶联反应、杂双金属镧配合物等有机金属金属材料。他们对一些新的和不寻常的反应活性的机理研究很感兴趣。最近发表的文章是关于新型钯/镍催化的C-C / C-S / C-N键形成的交叉偶联反应;对映体和非对映体选择性C-C和C-S键形成催化剂的研究进展。

双环[1.1.1]戊烷(BCPs)作为芳香环的生物异构体,近年来受到合成和药物化学家的关注。在过去的十年中,药物化学家已经证明了BCPs在优化药物性能方面有巨大的潜力,例如在BMS’s BCP-BMS-708163、BCP-resveratrol和BCP-darapladib中。这些BCP类似物在不影响药效的情况下显示出更好的药理特性。尽管药物化学学界对此非常感兴趣,但将BCPs纳入生物活性分子中发现的多种结构类别仍是一个未解决的挑战。链释放功能化是制备包括BCPs在内的新型有机化合物的一种很有前途的方法。已有许多关于BCP单官能化和非对称1,3-二官能化BCP衍生物的研究报告,填补了苯胺、双环芳烃、氟芳烃和a-芳基酮等BCP类似物的合成空白。在这些披露之前,所有这些都是在过去5年报道的,没有可靠的方法来获取这些支架的BCP类似物,这反映了BCP合成在药物化学中的重要性。沿着这些思路,他们注意到在合成BCP酮类化合物的文献中存在一个重大空白:正如Wiberg报道的,在腈类化合物中添加1-锂- bcps,生成的二芳基酮类似物的范围极其有限,且产量适中(方案1a)。Wibergs的开创性研究也描述了在[1.1.1]螺旋桨烷中添加酰基自由基,但该方法的化学选择性差,底物范围窄。尽管FDA批准的药物中含有大量的二芳基酮,如酮洛芬、非诺贝特(Tricor)、美苯达唑(Vermox)和托卡朋(Tasmar)(方案1b),但目前还不知道这些靶点的BCP类似物的合成路线。为了解决这一关键缺口,他们打算开发一种通过2-芳基-1,3-二硫烷阴离子和[1.1.1]螺旋桨烷的反应活性合成BCP酮的方法。在这项工作中,他们揭示了一种合成含有BCP-的二硫代烷的通用方法,该方法在脱保护作用下,提供了获得具有丰富药用价值的二芳基酮的BCP类似物的途径。

他们以2-苯基-1,3-二硫烷(2a)为亲核试剂和[1.1.1]戊烷基为原料,研究了芳基二硫烷的戊烷基化反应。结果发现使用2.5倍的NaN(SiMe3)2和DME在80℃下进行戊烷基化反应(之前的研究已经证明该条件适合生成二硫基阴离子),在16 h后以96% AY(实验收率)的速度生成BCP产品3a(Table 1, entry 1).

在优化条件的基础上,探讨了2-芳基-1,3-二硫烷亲核试剂的烷基化反应的范围(Table 2).均表现出较好的产率。

为了证明BCP二硫代烷的化学稳定性,他们研究了它们转化成新的含BCP- p的产品。二硫烷的脱保护作用在各种BCP二硫烷上都很好,使酮类产品的收率很高,而不需要对Bariks二硫烷脱保护程序进行大量的重新优化。(Scheme 2a)

此外,利用改进的 Katzenellenbogens操作,成功地将包括噻吩杂环在内的芳基二硫烷转化为BCP芳基二氟甲烷,收率较高。BCP二硫烷3e经二氟化反应顺利,15min内产率达83%,而杂环化合物5t和5u需要较长的反应时间(1h)才能产率较高的二氟化产物。(Scheme 2b)

另外,从其他硫醇中提取的1,3-二硫烷也成功地进行了酰基化反应。以巯基苯酚为原料制备了BCP产品3z。在CHCl3中,用8倍的m-CPBA在室温下水解二硫缩醛3z为酮4z,收率91%。在50℃条件下,4 倍的 m-CPBA经拜耳Villiger氧化,将酮4z进一步转化为酯6z,收率为96%。(Scheme 2c)

最后,他们对反应机理进行了研究。

综上所述,他们公开了一种高效合成26种新型二硫烷BCPs的方法,该方法产率高。反应范围广,可扩展。这些产物可转化为相应的酮类化合物,即二芳基酮的潜在生物异构体。BCP二硫代烷也可转化为二氟BCPs和BCP酯。所有的产品都是新颖的,并填补了合成和药物化学文献的一个重大空白,提供了获得具有证明生物活性的药物基BCP类似物的途径。计算结果表明,这种催化酰化反应最可能通过双电子途径进行。

本文作者:JHB

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/anie.201905531


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