溴代芳烴化合物反應構建

溴代芳烴化合物反應構建

　　螺環化合物作為一類重要的結構單元，不僅可用于合成有機催化劑和手性配體，還廣泛存在于生物活性分子中。其中，1-氮雜螺環作為一類重要的螺雜環化合物，是許多天然產物和藥物活性分子的基本結構骨架（Figure 1A）。由于氮雜螺環的三維立體性和剛性，其作為某些基團的電子等排體能夠調節分子的水溶性、親脂性、優勢構象與代謝穩定性等。此外，1-氮雜螺環化合物常常也被用為有機催化劑，用于催化不對稱反應。近年來，化學家一直在尋求1-氮雜螺環化合物的合成方法，如通過高價碘介導或催化苯酚衍生物的氧化C-N鍵形成以及酸催化的氮雜-Piancatelli重排反應來構建氮雜螺環骨架。顯而易見，這些方法存在底物局限、反應條件苛刻和副產物多等問題（Figure 1B）。因此，發展合成1-氮雜螺環化合物的方法一直是化學家的研究方向。
　　近日，早稻田大學的Junichiro Yamaguchi教授課題組報道了Pd催化溴代芳烴和重氮化合物的去芳構化反應，成功實現1-氮雜螺環化合物的合成（Figure 1C）。相關成果發表在相關成果發表在ACS Catal.上（DOI: 10.1021/acscatal.1c02627）。

　　基于對溴代呋喃和溴代噻吩化合物的研究，作者探討了該反應是否適用于溴代萘環底物（Scheme 3A）。結果顯示，反應能以93%的分離產率得到目標產物7，但由于萘環的高穩定性，反應時間需大大延長。緊接著，作者又嘗試是否可以通過一鍋法同時實現溴代和氮雜螺環化。以8為起始原料，經HBr/DMSO處理和催化環化，以67%的產率成功實現了氮雜螺環化合物的一鍋法合成（Scheme 3B）。
　　利用酸催化的氮雜-Piancatelli重排反應將氮雜螺環化合物轉化成單一的非對映異構體產物——1-氮雜環戊烯酮，并對反應底物的適用范圍進行了研究。結果表明，除帶有間位甲苯（9Ac）、噻吩（9Ah）和環己基（9Ak）的底物外，其他反應能以67%-97%的反應產率得到一系列氮雜環戊烯酮產物（Scheme 4A）。然后，作者分別以化合物1A、1S和1T為起始原料，經一鍋法以68%-81%的產率得到手性產物（9Aa、9Sa和9Ta）（Scheme 4B）。作者以9為起始原料，其分別與烯丙基溴、CAN、甲基溴化鎂和烯丙基三丁基錫反應，能夠以優異的產率和高選擇性得到手性產物（Scheme 4C）。實用性研究說明氮雜螺環化產物可以作為中間體來合成其他結構，進一步證明了該合成方法的實用價值。