银催化三氟甲硫基化-环化-水解: 含F3CS基喹啉酮合成

doi:10.6023/cjoc202203001

摘要/Abstract

以氰基作为自由基受体, 开发了一种实用的银催化三氟甲硫化/环化/水解策略. 在中等到较高产率的条件下, 获得了各种结构多样的F₃CS-取代喹啉酮类化合物. 该方法易于放大量制备, 且产物具有进一步衍生化的潜力. 因此, 对制备其他有价值的含氟砌块的氮杂环化合物很有吸引力. 机理研究表明, 该催化体系涉及自由基途径, H₂O在水解过程中起着不可或缺的作用.

关键词: 三氟甲硫基化, 氮杂环, 环化, 自由基, 衍生化

Herein, a practical formal silver-mediated trifluoromethylthiolation cyclization hydrolysis protocol was developed with the cyano group as a radical acceptor. Various structurally diverse F₃CS-substituted quinolinones were obtained in moderate to high yields. Easy scale-up operation and the potential for product derivatization make this method attractive for the preparation of other valuable F₃CS-containing N-heterocycles. Mechanistic studies suggest that the catalytic system involves a radical pathway and H₂O plays an indispensable role in the hydrolysis process.

Key words: trifluoromethylthiolation, N-heterocycles, cyclization, radical, derivatization

引用此文

李猛, 孙凯. 银催化三氟甲硫基化-环化-水解: 含F₃CS基喹啉酮合成[J]. 有机化学, 2022, 42(7): 2089-2097.

Meng Li, Kai Sun. Silver-Mediated Trifluoromethylthiolation-Cyclization-Hydrolysis: Access to F₃CS-Containing Quinolinones[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2022, 42(7): 2089-2097.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

图/表 6

参考文献 16

[16]	(c) Guo, Y.-H.; Xiang, Y.-F.; Wei, L.; Wan, J.-P. Org. Lett. 2018, 20, 3971. doi: 10.1021/acs.orglett.8b01536
	(d) Li, G.-Q.; Gan, Z.-Y.; Kong, K.-X.; Dou, X.-M.; Yang, D.-S. Adv. Synth. Catal. 2019, 361, 1808. doi: 10.1002/adsc.201900157
	(e) Song, S.-Z.; Meng, Y.-N.; Li, Q.; Wei, W.-T. Adv. Synth. Catal. 2020, 362, 2120. doi: 10.1002/adsc.202000055
[1]	(a) Müller, K.; Faeh, C.; Diederich, F. Science 2007, 317, 1881. doi: 10.1126/science.1131943
	(b) Hird, M. Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 2070. doi: 10.1039/b610738a
	(c) Purser, S.; Moore, P. R.; Swallow, S.; Gouverneur, S. V. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 320. doi: 10.1039/B610213C
	(d) Wang, J.; Sánchez-Roselló, M.; Aceña, J. L.; del Pozo, C.; Sorochinsky, A. E.; Fustero, S.; Soloshonok, V. A.; Liu, H. Chem. Rev. 2014, 114, 2432. doi: 10.1021/cr4002879
	(e) Wang, S.-W.; Yu, J.; Zhou, Q.-Y.; Chen, S.-Y.; Xu, Z.-H.; Tang, S. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 10154. doi: 10.1021/acssuschemeng.9b02178
	(f) Tang, S.; Yuan, L.; Deng, Y.-L.; Li, Z.-Z.; Wang, L.-N.; Huang, G.-X.; Sheng, R.-L. Tetrahedron Lett, 2017, 58, 329. doi: 10.1016/j.tetlet.2016.12.027
[2]	(a) Leo, A.; Hansch, C.; Elkins, D. Chem. Rev. 1971, 71, 525. doi: 10.1021/cr60274a001
	(b) Yagupol’skii, L. M.; Il’chenko, A. Y.; Kondratenko, N. V. Russ. Chem. Rev. 1974, 43, 1. doi: 10.1070/RC1974v043n01ABEH001785
	(c) Hansch, C.; Leo, A.; Taft, R. W. Chem. Rev. 1991, 91, 165. doi: 10.1021/cr00002a004
	(d) Leroux, F.; Jeschke, P.; Schlosser, M. Chem. Rev. 2005, 105, 827. doi: 10.1021/cr040075b
	(e) Manteau, B.; Pazenok, S.; Vors, J. P.; Leroux, F. R. J. Fluorine Chem. 2010, 131, 140. doi: 10.1016/j.jfluchem.2009.09.009
	(f) Xu, X.-H.; Matsuzaki, K.; Shibata, N. Chem. Rev. 2015, 115, 731. doi: 10.1021/cr500193b
	(g) Ni, C.-F.; Hu, M.-Y. Hu, J.-B. Chem. Rev. 2015, 115, 765. doi: 10.1021/cr5002386
	(h) Shao, X.-X.; Xu, C.-F.; Lu, L.; Shen, Q.-L. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 1227. doi: 10.1021/acs.accounts.5b00047
	(i) Chachignon, H.; Cahard, D. Chin J. Chem. 2016, 34, 445. doi: 10.1002/cjoc.201500890
[3]	(a) Henkel, T.; Brunne, R. M.; Müller, H.; Reichel, F. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 643. doi: 10.1002/(SICI)1521-3773(19990301)38:5【-逻辑与-】#x00026;lt;643::AID-ANIE643【-逻辑与-】#x00026;gt;3.0.CO;2-G
	(b) Hili, R.; Yudin, A. K. Nat. Chem. Biol. 2006, 2, 284.
	(c) Gui, Q.-W.; Wang, B.-B.; Zhu, S.; Li, F.-L.; Zhu, M.-X.; Yi, M.; Yu, J.-L.; Wu, Z.-L.; He, W.-M. Green Chem. 2021, 23, 4430. doi: 10.1039/D1GC01017D
[4]	McGrath, N. A.; Brichacek, M.; Njardarson, J. T. J. Chem. Educ. 2010, 87, 1348.
[5]	(a) Zhang, S.-B.; Xu, X.-H.; Qing, F.-L. J. Fluorine Chem. 2019, 227, 109367. doi: 10.1016/j.jfluchem.2019.109367
	(b) Liu, Y.-L.; Xu, X.-H.; Qing, F.-L. Adv. Synth. Catal. 2020, 362, 5031. doi: 10.1002/adsc.202000861
[6]	(a) Xiang, H.-Y.; Yang, C.-H. Org. Lett. 2014, 16, 21, 5686.
	(b) Gelat, F.; Poisson, T.; Biju, A.T.; Pannecoucke, X.; Besset, T. Eur. J. Org. Chem. 2018, 2018, 3693.
	(c) Zhu, D.; Luo, H.-Y.; Chen, Z.-M. Org. Lett. 2021, 23, 1044. doi: 10.1021/acs.orglett.0c04236
[7]	(a) Jin, D.-P.; Gao, P.; Gao, D.-Q.; Chen, S.; Wang, J.; Liu, X.-Y.; Liang, Y.-M. Org. Lett. 2016, 18, 3486. doi: 10.1021/acs.orglett.6b01702
	(b) Modak, A.; Pinter, E. N.; Cook, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 18405. doi: 10.1021/jacs.9b10316
	(c) Zheng, C.-G.; Huang, S.-A.; Liu, Y.; Jiang, C.; Zhang, W.; Fang, G.; Hong, J.-Q. Org. Lett. 2020, 22, 4868. doi: 10.1021/acs.orglett.0c01714
	(d) Yang, W.-C.; Zhang, M.-M.; Sun, Y.; Chen, C.-Y.; Wang, L. Org. Lett. 2021, 23, 6691. doi: 10.1021/acs.orglett.1c02260
[8]	(a) Tang, S.; Deng, Y.-L.; Li, J.; Wang, W.-X.; Wang, Y.-C.; Li, Z.-Z.; Yuan, L.; Chen, S.-L.; Sheng, R.-L. Chem. Commun. 2016, 52, 4470. doi: 10.1039/C5CC10464E
	(b) Yu, J.; Sheng, H.-X.; Wang, S.-W.; Xu, Z.-H.; Tang, S.; Chen, S.-L. Chem. Commun. 2019, 55, 4578. doi: 10.1039/C9CC00294D
	(c) Zhang, G.; Liu, Y.; Zhao, J.-B.; Li, Y.; Zhang, Q. Sci. China Chem. 2019, 62, 1476. doi: 10.1007/s11426-019-9629-x
	(c) Wu, X.-X.; Ma, Z.-G., Feng, T.-T.; Zhu, C. Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 11577. doi: 10.1039/D1CS00529D
[9]	Yin, F.; Wang, X.-S. Org. Lett. 2014, 16, 1128. doi: 10.1021/ol403739w
[10]	Fuentes, N.; Kong, W.; Fernández-Sánchez, L.; Merino, E.; Nevado, C. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 964. doi: 10.1021/ja5115858 pmid: 25561161
[11]	Qiu, Y.-F.; Zhu, X.-Y.; Li, Y.-X.; He, Y.-T.; Yang, F.; Wang, J.; Hua, H.-L.; Zheng, L.; Wang, L.-C.; Liu, X.-Y.; Liang, Y.-M. Org. Lett. 2015, 17, 3694. doi: 10.1021/acs.orglett.5b01657
[12]	Guo, K.; Zhang, H.-L.; Cao, S.-J.; Gu, C.; Zhou, H.-T.; Li, J.; Zhu, Y.-G. Org. Lett. 2018, 20, 2261. doi: 10.1021/acs.orglett.8b00614
[13]	Sun, K.; Lv, Q.-Y.; Lin, Y.-W.; Yu, B.; He, W.-M. Org. Chem. Front. 2021, 8, 445. doi: 10.1039/D0QO01058H
[14]	Fu, H.; Wang, S.-S.; Li, Y.-M. Adv. Synth. Catal. 2016, 358, 3616. doi: 10.1002/adsc.201600693
[15]	(a) Sun, K.; Wang, X.; Li, C.; Wang, H.; Li, L. Org. Chem. Front. 2020, 7, 3100. doi: 10.1039/D0QO00849D
	(b) Sun, K.; Li, Y.-L.; Feng, R.-R.; Mu, S.-Q.; Wang, X.; Zhang, B. J. Org. Chem. 2020, 85, 1001. doi: 10.1021/acs.joc.9b02941
	(c) Sun, K.; Lei, J.; Liu, Y.; Liu, B.; Chen, N. Adv. Synth. Catal. 2020, 362, 3709. doi: 10.1002/adsc.202000876
	(d) Wang, X.; Guo, S.; Zhang, Y.; Zhang, Z.; Zhang, G.; Ye, Y.; Sun, K. Adv. Synth. Catal. 2021, 363, 3290. doi: 10.1002/adsc.202100208
	(e) Wang, X.; Lei, J.; Guo, S.; Zhang, Y.; Ye, Y.; Tang, S.; Sun, K. Chem. Commun. 2022, 58, 1526. doi: 10.1039/D1CC06323E
	(f) Zhang, Z.; Wang, S.-L.; Tan, P.-P.; Gu, X.-W.; Sun, W.-J.; Liu, C.; Chen, J.-C.; Li, J.-Z.; Sun, K. Org. Lett. 2022, 24, 12, 2288.
[16]	(a) Hu, M.; Fan, J.-H.; Liu, Y.; Ouyang, X.-H.; Song, R.-J.; Li, J.-H. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 9577. doi: 10.1002/anie.201504603
	(b) Wang, A.-F.; Zhu, L.-Y.; Wang, S.-L.; Hao, W.-J.; Li, G.-G.; Tu, S.-J.; Jiang, B. J. Org. Chem. 2016, 81, 1099. doi: 10.1021/acs.joc.5b02655

Entry	Solvent	Oxidant	T/℃	Yield^b/%
1	DMSO	K₂S₂O₈	80	35
2	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	59
3	V(DMSO)∶V(H₂O)=2∶1	K₂S₂O₈	80	33
4	V(DMSO)∶V(H₂O)=1∶1	K₂S₂O₈	80	33
5	V(CH₃CN)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	55
6	V(DMF)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	46
7	V(acetone)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	57
8	V(dioxane)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	36
9	V(EtOAc)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	0
10	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	60	25
11	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	100	68
12	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	120	85
13	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	Na₂S₂O₈	120	71
14	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	(NH₄)₂S₂O₈	120	40
15	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	PhI(OAc)₂	120	Trace
16	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	TBHP	120	0
17	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	Selectfluor	120	0
18	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	Oxone	120	0

Entry	Solvent	Oxidant	T/℃	Yield^b/%
1	DMSO	K₂S₂O₈	80	35
2	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	59
3	V(DMSO)∶V(H₂O)=2∶1	K₂S₂O₈	80	33
4	V(DMSO)∶V(H₂O)=1∶1	K₂S₂O₈	80	33
5	V(CH₃CN)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	55
6	V(DMF)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	46
7	V(acetone)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	57
8	V(dioxane)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	36
9	V(EtOAc)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	80	0
10	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	60	25
11	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	100	68
12	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	K₂S₂O₈	120	85
13	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	Na₂S₂O₈	120	71
14	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	(NH₄)₂S₂O₈	120	40
15	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	PhI(OAc)₂	120	Trace
16	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	TBHP	120	0
17	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	Selectfluor	120	0
18	V(DMSO)∶V(H₂O)=4∶1	Oxone	120	0

银催化三氟甲硫基化-环化-水解: 含F₃CS基喹啉酮合成

Silver-Mediated Trifluoromethylthiolation-Cyclization-Hydrolysis: Access to F₃CS-Containing Quinolinones

RichHTML

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

图/表 6

参考文献 16

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价

[1]	高宝昌, 石雨, 田媛, 张治国, 张婧如, 孙宇峰, 毛国梁, 戴凌燕. 4-甲基-2-氧代-6-芳氨基-二氢-吡喃-3-腈衍生物的合成[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 644-649.
[2]	夏登鹏, 罗锦昀, 何林, 蔡志华, 杜广芬. 氮杂环卡宾催化的五氟苯基硫醚的合成[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 622-630.
[3]	杨爽, 房新强. 氮杂环卡宾催化实现的动力学拆分近期研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 448-480.
[4]	刘杰, 韩峰, 李双艳, 陈天煜, 陈建辉, 徐清. 无过渡金属参与甲基杂环化合物与醇的选择性有氧烯基化反应[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 573-583.
[5]	朱彦硕, 王红言, 舒朋华, 张克娜, 王琪琳. 烷氧自由基引发1,5-氢原子转移实现C(sp³)—H键官能团化的研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 1-17.
[6]	童红恩, 郭宏宇, 周荣. 可见光促进惰性碳-氢键对羰基的加成反应进展[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 54-69.
[7]	金玉坤, 任保轶, 梁福顺. 可见光介导的三氟甲基的选择性C－F键断裂及其在偕二氟类化合物合成中的应用[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 85-110.
[8]	蔡远林, 吕亚, 聂桂花, 金智超, 池永贵. 氮杂环卡宾催化合成氰基化合物的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3135-3145.
[9]	张建涛, 张聪, 莫诺琳, 罗佳婷, 陈莲芬, 刘卫兵. 氯仿参与的烯烃自由基加成反应的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3098-3106.
[10]	陈祖良, 魏颖静, 张俊良. 供体-受体氮杂环丙烷碳-碳键断裂的环加成反应研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3078-3088.
[11]	贝文峰, 潘健, 冉冬梅, 刘伊琳, 杨震, 冯若昆. 基于钴催化吲哚酰胺与二炔和单炔的[4+2]环化反应合成γ-咔啉酮[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3226-3238.
[12]	徐伟, 翟宏斌, 程斌, 汪太民. 可见光诱导的钯催化Heck反应[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3035-3054.
[13]	樊思捷, 董武恒, 梁彩云, 王贵超, 袁瑶, 尹作栋, 张兆国. 可见光诱导的自由基环化反应构建4-芳基-1,2-二氢萘类化合物[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3277-3286.
[14]	唐菁, 罗文坤, 周俊. 氮杂螺[4.5]三烯酮衍生物的合成研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3006-3034.
[15]	赵瑜, 张凯, 白育斌, 张琰图, 史时辉. 无金属条件下可见光催化与溴盐协同促进烯烃的氢硅化反应研究[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2837-2847.