【方法学】余金权《Nature》通过内酯化实现β-C(sp3)–H官能团化

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引言

分享一个方法学研究成果,该文章发表在《Nature》期刊
第一作作者是Zhe Zhuang
通讯作者是余金权(Jin-Quan Yu)教授
该研究报道了通过催化羧酸内酯化,实现β-C(sp3)–H官能团:
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 简介

整篇文章很简短,只有五页

正文只有三个图表:

第一个图式,是关于β-C(sp3)–H 官能团化的设想

第二个图表,展示了催化羧酸内酯化的底物适用范围

第三个图,则是对于内酯进行亲核加成,即β-C(sp3)–H 官能团化的实例展示

从这些图表可以获悉的信息量还不够,小编继续查阅该文章对应的支持信息,以下与读者一起分享

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探索

作者为了进行该研究,首先合成了大量的设计底物:

以及所需的氨基酸配体:

接下来,进行催化内酯化研究:

首先筛选配体,发现L11给出最佳反应收率,为65%

接着,探索过氧化剂对该反应的影响:

结果表明,TBHP作为氧化剂,给出最有反应结果

作者研究其他类型的氧化试剂:

遗憾的是,均为获得期望的内酯产物
接下来,研究溶剂对反应的影响:
常用的溶剂都无效,只有六氟异丙醇(HFIP)给出了中等收率的内酯产物
作者进一步筛选催化剂金属钯:
结果发现,PdCl2、Pd(CH3CN)2Cl2、Pd(PhCN)2Cl2、[PdCl(allyl)]2都可以催化该反应,以Pd(CH3CN)2Cl2为最佳
碱在该反应的作用:

金属铯对应的碱给出较好的反应结果,碳酸氢铯、醋酸铯和一水合氢氧化铯都可以,收率42-44%

随后,作者进一步研究这些碱用量对反应的影响:

最后,发现使用0.25当量的碳酸铯或者0.5当量的碳酸氢铯,反应产率最佳,分别达到47%和48%。最终,作者优选使用碳酸氢铯
获得该反应条件如下:
该反应操作过程:
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底物拓展

接下来,进行反应适用性研究:

随后对内酯进行官能团化:

操作程序:

评述

作者实现了催化羧酸内酯化和及其 β-C(sp3)–H官能团化的转化
反应适用范围广泛,具有普遍的适用性,解决了一个大的合成难题
如果,能够进一步实现该位置的不对称加成,相信该研究会更上一台阶
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