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方法|Mn催化醛酮C-H活化环化

 化解Chem 2021-06-25

引言

第一作者是Ting Liu
通讯作者是Congyang Wang
该研究报道了锰催化酮醛C-H活化脱氧[3+2]环化:



1
反应探索
以二苯甲酮和萘乙醛为底物模型,尝试反应:

结果表明,MnBr(CO)5为催化剂,BPh3为添加剂,DME为溶剂,在120摄氏度反应12小时,可以获得最佳的收率,达到87%
当添加剂更换为Me3NHBPh4时,收率也令人满意,为85%
尝试其他类型添加剂,则效果较差;同时,当溶剂更换为THF、MTBE时,仅获得中等收率;反应在DCE和戊烷中不发生;另外,尝试了Re、Fe、Ru等类催化剂,亦无催化效果



2
适用范围
研究获得最佳反应条件后,作者开始将该方法进行底物适用性研究:

二苯甲酮为底物,一系列芳香醛都可以顺利进行相应的反应
对位取代的苯甲醛,富电子、缺电子取代基团都获得了高至优秀的收率
呋喃醛、噻吩醛类也获得高收率的产物
芳香二醛可以发生双重该类型反应,获得双呋喃环产物

产物应用方面,可以与亲电试剂发生Diels-Alder环加成反应,制备新的芳香化合物;另外,在二氧化锰处理开环,可以得到二羰基化合物

以萘甲醛为底物,探索芳基酮类化合物适用范围:

研究表明,富电子的芳基酮更有利于该类型反应,获得更好收率
同时,该反应也可以用于芳基烷基酮,并且较大位阻的烷基酮都可以顺利进行反应,大部分收率为中等


3
机理研究
最后,对反应机理进行研究:

根据上述研究,推测可能机理为:

Mn(CO)5Br在BPh3作用下,生成PhMn(CO)5配位化合物

随后,与芳基酮发生配位络合,生成Mn-I中间体

接着,芳基醛在硼试剂作用下,对中间体Mn-I迁移插入

中间体Mn-II分子内成环,同时形成B-O-Mn-Ph四元环

1a与Mn-III发生置换得到中间体6,进一步消除得到产物3a,生成对Mn-IV脱去苯后,重新生成活性中间体Mn-I

评述


Mn作为地球上一富裕金属,对于其在化学催化上的研究,还是非常有意义的
作者使用Mn催化,完成了芳香酮和芳香醛之间的交叉偶联环化
如果,该类型反应可以进一步拓展到烷基酮和烷基醛,那么将会有更广泛的应用价值

化解 chem,一起全合成

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