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美国化学学会杂志。作者手稿;PMC 2020年3月17日提供。
以最终编辑形式发布为:
预防性维修识别码:PMC7077752号
美国国立卫生研究院:美国国立卫生研究院183118
PMID:17900112

使用还原亚烷基钛进行烯烃酯和二烯环合复分解

由于其固有的反应性,环状烯醇醚作为许多有趣的杂环化合物的前体,已引起化学合成界的关注。在已报道的各种合成方法中,人们对烯烃酯的环化化学产生了相当大的兴趣,该化学通过中概述的两步复分解序列进行方案1.1,2

显然,一种更有效的转换方法1进入之内将绕过无环烯醇醚中间体(例如。,2). 在这些方面,已经有成功的报道。20世纪80年代中期,Grubbs、Stille和Santarsiero利用张力烯烃酯(降冰片烯)在开环复分解、羰基烯烃反应中成功合成了卡普烯。随后,Grubbs和Fu报道了使用亚烷基钨直接从无环烯烃酯生成环状烯醇醚。41996年,Nicolaou及其同事报告了使用Tebbe和Petasis试剂生成聚醚化合物的烯烃酯环化反应。5虽然Nicolaou的结果确实令人印象深刻,但这些试剂在烯烃酯环化反应中的适用性似乎有限。包括我们在内的许多研究小组都报告说,这些反应是反复无常的,并且在一些底物的作用下,会导致产生大量不想要的副产品。6

作为生成多环醚天然产物的一种手段,我们还对烯烃酯环化感兴趣,并使用了Takai–Utimoto还原钛试剂,这主要是因为它的原位制备、相对于Petasis试剂的反应性增加以及相对于Tebbe试剂的Lewis酸度降低。7,8虽然我们之前描述了使用该试剂影响烯烃酯环化,但反应仅限于空间受阻的酯和相对不受阻的烯烃。9,10与这些结果相反,在我们最近针对生成冈比亚酸A的B环的工作中,我们惊讶地发现还原亚烷基钛试剂反应的产物分布(无环与环烯醇醚)取决于所使用的亚烷基试剂(方案2).11也就是说,来自二溴甲烷作为亚烷基源的亚甲基钛试剂只生成无环烯醇醚,而来自二溴乙烷的相应亚乙基试剂只生成环状烯醇醚。据我们所知,取代亚烷基钛试剂可用于直接反应是前所未有的,我们认为值得进一步研究。这里概述了我们旨在揭示这一结果范围的初步实验。

我们最初选择检查还原的亚乙基钛试剂是否会影响烯烃酯的环化10。我们之前检查了10使用相应的亚甲叉钛试剂,并发现它可以生成混合物(表1,条目1)。8与结果类似8,当我们10对于亚乙基钛试剂,我们分离出了环状烯醇醚12作为75%产量的唯一可识别产品(条目2)。接下来我们探索了在更具挑战性的底物烯烃酯上的反应13,缺少预成型的循环模板。什么时候?13在亚乙基钛反应条件下,我们分离出环状烯醇醚15作为唯一70%产量的产品(表1,条目4)。与此结果相反,相应的亚甲叉试剂给出了70%产率的环状和非环状烯醇醚的1:1混合物(条目3)。为了更好地了解反应范围,我们还研究了非环模板1618.2厘米两种底物均成功环化,得到二氢吡喃17和牛红素19分别为(表1,条目5和6)。

表1。

烯烃酯环化

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进入起始材料/无环烯醇醚RCHBr公司2环状烯醇醚产量(循环:非循环)
1
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2英国2
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80% (5:3)
210三溴甲烷21275% (>95:5)
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2英国2
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70% (1:1)
413三溴甲烷21570% (>95:5)
5
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三溴甲烷2
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78%(>95:5)
6
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三溴甲烷2
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82% (>95:5)
R=信道222瑞士(OMe)2,R′=CH222OTBDPS公司

假设亚烷基钛参与上述烯烃酯化学,我们对钛试剂也可能诱导二烯环闭合复分解(RCM)环化的可能性产生兴趣。除了Nicolaou的烯醇醚-烯烃RCM化学,5据我们所知,目前还没有关于未变形二烯烃使用钛亚烷基进行RCM反应的报道。12有鉴于此,我们惊喜地分离出螺环烯丙基醚2113二烯的定量产率20受到亚乙基钛试剂的影响(表2,条目1)。令人印象深刻的是,这种转变甚至在室温下进行。我们也很高兴能够生成二氢吡喃23,14牛红素25,15和oxocene2716从亚乙基钛试剂与无环烯丙基醚的反应22,24、和26分别为(表2,条目2-4)。

总之,本次通信描述了原位生成的还原亚乙基钛试剂的独特且前所未有的反应性。尽管烯烃酯和二烯RCM环化反应的优化显然是必需的,例如,我们没有探索化学计量或添加剂的影响,也没有关注反应的放大(迄今为止我们手中最大的规模是0.5克),我们相信,这些研究代表着一个重大突破。这里描述的还原钛试剂相对便宜,它是原位产生的,并且它能耐受多种功能。1c个我们打算继续研究其反应性的范围。

确认。

我们感谢美国国立卫生与普通医学科学研究院(GM56677)对这项工作的支持。我们要感谢犹他大学的支持人员,特别是查尔斯·梅恩博士(NMR)和吉姆·穆勒博士(质谱)在获取数据方面的帮助。我们还要感谢Gary Keck教授和Lars Heumann先生为22,24、和26.

脚注

可用的支持信息:环化反应的一般实验程序和所有新环状化合物的光谱数据。此材料可通过互联网免费获取,网址为网址:http://pubs.acs.org.

参考文献

(1)(a)代币A;马丁·旧金山化学。修订版2004,104, 2199. [公共医学][谷歌学者](b)棕色RCD;萨查罗恩五世杂环2006,70, 705.[谷歌学者](c)哈特利RC;麦基尔南GJJ化学。Soc.,Perkin Trans公司 12002, 2763.[谷歌学者]
(2)(a)藤村O;Fu GC;格拉布斯RH组织化学杂志1994,59, 4029.[谷歌学者](b)克拉克JS;水壶JG四面体Lett1997,38, 123.[谷歌学者](c)克拉克JS;水壶JG四面体Lett1997,38, 127.[谷歌学者](d)海报MHD.J.组织化学1999,64, 1770. [公共医学][谷歌学者](e)克拉克JS;哈梅林O安圭。化学。,国际教育2000,39,第372页。[公共医学][谷歌学者](f)查特吉AK;摩根大通;Scholl M公司;格拉布斯RH美国化学杂志。Soc公司2000,122, 3783.[谷歌学者](g)Postma MHD;口径D;刘乐;贝尔曼TJ组织化学2000,65, 6061. [公共医学][谷歌学者](h)Rainier JD;考克斯·JM;Allwein SP公司四面体Lett2001,42, 179.[谷歌学者](i)刘乐;海报MHD.J.美国化学。Soc公司2001,123, 8602. [公共医学][谷歌学者]
(3)(a)Stille JR;格拉布斯RH美国化学杂志。Soc公司1986,108, 855.[谷歌学者](b)Stille JR公司;Santarsiero BD;格拉布斯RH组织化学杂志1990,55, 843.[谷歌学者]
(4)Fu GC;格拉布斯RH美国化学杂志。Soc公司1993,115, 3800.[谷歌学者]
(5)(a)尼古拉乌KC;Postma MHD;克莱伯恩CF美国化学杂志。Soc公司1996,118, 1565.[谷歌学者](b)尼古拉乌KC;Postma MHD;粤东;纳丁AJ美国化学。Soc公司1996,118, 10335.[谷歌学者]
(6)参见参考文献810亿和:(a)Oishi T;Uehara H;Nagumo Y;Shoji M;巴西J-Y;小坂M;Hirama M。化学。Commun公司2001, 381.[谷歌学者](b)Uehara H;Oishi T;井上M;Shoji M;Nagumo Y;小坂M;巴西J-Y;平间M四面体2002,58, 6493.[谷歌学者](c)卡多塔一世;Kadowaki C;停车场C-H;Takamura H;佐藤K;Chan PWH;Thorand S公司;山本Y四面体2002,58, 1799.[谷歌学者]
(7)Takai K公司;Kakiuchi T;Kataoka Y;宇本KJ组织化学1994,59,2668。[谷歌学者]
(8)Allwein SP;考克斯·JM;霍华德BE;约翰逊HWB;雷尼尔JD四面体2002,58, 1997.[谷歌学者]
(9)武田和Hirama报道了相关的二硫烷酯环化反应参见参考6和武田T牛市。化学。Soc.Jpn公司2005,78, 195.[谷歌学者]
(10)(a)我们已经证明了环状产物来自烯烃复分解,羰基烯烃化机理序列参见:Rainier JD;Allwein SP;考克斯·吉咪组织化学杂志2001,66, 1380. [公共医学][谷歌学者](b)Majumder U;雷尼尔JD四面体Lett2005,46, 7209.[谷歌学者]
(11)罗伯茨SW;雷尼尔JD组织出租2007,9, 2227. [公共医学][谷歌学者]
(12)我们知道使用特贝试剂使用降冰片烯-烯烃ROM/RCM的单一示例参见:Halterman RL拉姆齐TM《有机计量学杂志》。化学1997,547, 41.[谷歌学者]
(13)迈尔ME;布格尔·M合成快报1998, 1390.[谷歌学者]
(14)施密特BJ组织化学2004年,69, 7672. [公共医学][谷歌学者]
(15)锥栗A;Kucera DJ;Overman LE公司组织化学杂志1989,54, 5695.[谷歌学者]
(16)Blumenkopf TA;布拉茨M;锥栗A;Look GC;Overman LE;罗德里格斯D;汤普森公司美国化学杂志。Soc公司1990,112, 4386.[谷歌学者]