羰基是有机化学中的重要官能团,而利用有机金属试剂进行酰化反应是构建酮的普遍方法。不过这些反应也存在缺点,包括反应的化学选择性中等以及需要昂贵的催化剂。酰氯是最常见的酰化试剂,然而它们的制备条件较苛刻,这造成了官能团容忍性的降低。1998年,Fukuyama等人开创性地发现硫酯可以在钯催化剂的存在下很容易与有机锌卤化物发生反应(Tetrahedron Lett., 1998, 39, 3189),这使得硫酯成为一种相当有价值的酰化试剂;而更多化学家开发了过渡金属催化的硫酯酰化试剂与有机锌试剂的反应,使得硫酯的应用范围进一步拓宽。
由于有机新戊酸锌(RZnOPiv)具有良好的水气稳定性,与各种过渡金属催化转化具有良好的相容性,慕尼黑大学的Paul Knochel教授课题组利用RZnOPiv进行了一系列研究,表明其是一类颇具吸引力的有机金属试剂,尤其是在钴催化的反应中具有相当优势。近期,他们又在Chemical Science 上报道了一种新的钴催化多种饱和及不饱和硫酯R1C(O)SPy(1)与芳基和杂芳基新戊酸锌R2ZnOPiv(2)的酰化反应,大范围地得到了多功能酮3。尽管硫酯类化合物可以从相应的酰氯和硫醇较容易地获得,但本文所用S-吡啶基硫酯1却是用Mukaiyama方法(图1)由相应的羧酸4在极温和的中性条件下制备而得。
为了深入了解反应机理,作者进行了自由基捕获实验。在S-吡啶基硫酯1a和烷基新戊酸锌2a的标准反应条件下,加入了各种当量的自由基捕获剂TEMPO。当加入10%的捕获剂时,可观察到酰化产物3a的产率降低了19%。当使用1.5当量的TEMPO,几乎完全抑制了产物形成。这表明该酰化反应中可能有自由基中间体的参与。 为了证明该反应在合成中的应用潜力,作者合成了降血脂药物非诺贝特(3z)(图6)。4-碘苯酚(6)与2-溴-2-甲基-丙酸异丙酯(7)发生烷基化反应,以70%的收率得到了相应的碘代芳基醚8。用Mg、LiCl和Zn(OPiv)2处理8,以72%的收率得到芳基新戊酸锌2s。采用本文发展的钴催化酰化方法,2s和S-吡啶基硫酯1g反应,以65%的收率获得了非诺贝特(3z)。 总结 慕尼黑大学的Paul Knochel教授课题组报道了一级、二级和三级烷基、苄基和(杂)芳基S-吡啶基硫酯作为温和的酰化试剂与各种官能团化(杂)芳基新戊酸锌的的钴催化的酰化反应。这些硫酯来源广泛,易于制备,从而使得该酰化反应条件温和,官能团兼容性良好,可制备各种酮,包括高立体选择性地制备α-手性酮。这一方向在有机合成和药物改造中具有重要应用价值。 Cobalt-Catalyzed Acylation-Reactions of (Hetero)Arylzinc Pivalates with Thiopyridyl Ester Derivatives Ferdinand H. Lutter, Lucie Grokenberger, Maximilan S. Hofmayer, Paul Knochel Chem. Sci., 2019, DOI: 10.1039/C9SC01817D
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