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氟烷氧基团具有独特的物理化学性质,包括吸电子效应和显著的亲脂性,这在新型药物开发中具有潜在的价值。另外, 3-取代喹喔啉-2(1H)-酮作为一种重要的生物活性骨架,3-氟烷氧基喹喔啉-2(1H)-酮的合成也极大地受到人们的关注。尽管一些合成3-氟烷氧基喹喔啉-2(1H)-酮的方法已经被开发,但是反应要么需要有毒的金属盐和过量的化学氧化剂,要么方法局限于只适用一级氟烷基醇化合物。因此,开发一种无金属参与且能有效兼容多种类型氟烷基醇的合成方法仍然是至关重要的。 有机电化学合成作为一种温和、高效、环保和可持续的化学转化方法,已经被应用于喹喔啉-2(1H)-酮的C(3)–H官能化中。然而,喹喔啉-2(1H)-酮的直接C(3)–氟烷氧基化仍然具有挑战性,目前还没有被报道的例子。 近日,西华师范大学的张正兵和敬林海团队利用无金属参与的电氧化策略实现了第一例能兼容一级和二级氟烷基醇的喹喔啉-2(1H)-酮C(3)–氟烷氧基化反应,合成了一类新型的3-氟烷氧基喹喔啉-2(1H)-酮化合物。 反应以碳棒作阳极,泡沫镍作阴极,叔丁醇钾作碱,奎宁环作氢转移试剂,N-甲基吡咯烷基酮作溶剂,在非分离型电解池中恒压进行。反应具有较好的底物适用范围,能兼容含吸电子、供电子、卤素等基团的喹喔啉-2(1H)-酮,得到中等至良好收率的产物(29-94%)。同时,反应也能兼容含各种取代基的α-芳基三氟乙醇等二级醇和含氟取代基的一级醇。另外,该方法也具有较好的实用性,反应放大到1 mmol规模能得到85%分离收率。此外,产物12通过一步SNAr反应可以转化为组胺-4受体拮抗剂30。同时,产物3通过简单的化学转化可转化为各种杂芳基氟烷氧基醚化合物。控制实验、自由基捕获实验和循环伏安分析等机理研究表明了该反应可能同时存在的两种途径。一种途径是喹喔啉-2(1H)-酮底物首先在阳极氧化或者被奎宁环在阳极氧化后得到的阳离子自由基氧化,随后被氟烷氧基盐亲核加成后再次在阳极氧化并被碱中和得到产物;另一种途径是氟烷基醇被奎宁环的阳离子自由基氧化产生氟烷氧自由基并对喹喔啉-2(1H)-酮进行自由基加成,随后进一步在阳极氧化后被碱中和得到产物。
综上所述,张正兵和敬林海团队发展了一种无需金属和化学氧化剂参与的电驱动喹喔啉-2(1H)-酮C3–氟烷氧基化反应,与以往报道的方法不同,该方法能同时兼容一级和二级氟烷基醇,合成了一类新型的3-氟烷氧基喹喔啉-2(1H)-酮衍生物,反应条件温和,具有较好的底物普适性和官能团兼容性。 论文信息 Asymmetric Synthesis of Seven-Membered Lactams: Recent Advances and Future Perspectives Yuan-Yuan Liu, Lu Chen, Ting Wang, Guoqin Wang, Minmin Zhang, Linhai Jing, Pan Han, Zheng-Bing Zhang European Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ejoc.202400687
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