三价铑催化通过环己二酮高效构建异香豆素类化合物

doi:10.6023/cjoc202106017

有机化学 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (11): 4476-4483.DOI: 10.6023/cjoc202106017 上一篇下一篇

研究论文

三价铑催化通过环己二酮高效构建异香豆素类化合物

戴雨倩, 李兴伟, 刘丙贤^*()

河南师范大学化学化工学院国家药监局创新药物研究与评价重点实验室河南省精细化工绿色生产协同创新中心河南新乡 453007

收稿日期:2021-06-08 修回日期:2021-07-13 发布日期:2021-07-26
通讯作者: 刘丙贤
基金资助:
国家自然科学基金(21801066); 国家自然科学基金(21525208); 国家自然科学基金(U1804283); 国家自然科学基金(21801067); 国家博士后科学基金(2020M682307); 国家博士后科学基金(2021T140183)

Rh(III)-Catalyzed Efficient Synthesis of Isocoumarins from Cyclohexanediones

Yuqian Dai, Xingwei Li, Bingxian Liu()

NMPA Key Laboratory for Research and Evaluation of Innovative Drug, Collaborative Innovation Center of Henan Province for Green Manufacturing of Fine Chemicals, School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan Normal University, Xinxiang, Henan 453007

Received:2021-06-08 Revised:2021-07-13 Published:2021-07-26
Contact: Bingxian Liu
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(21801066); National Natural Science Foundation of China(21525208); National Natural Science Foundation of China(U1804283); National Natural Science Foundation of China(21801067); China Postdoctoral Science Foundation(2020M682307); China Postdoctoral Science Foundation(2021T140183)

文章分享

1. 0253-2786-41-11-4476辅助材料.pdf(1859KB)

摘要/Abstract

异香豆素结构是一类重要的天然产物及活性分子骨架, 发展其简便高效的合成方法具有重要的意义. 本工作通过过渡金属铑催化芳烃C—H键活化并与原位生成的环己二酮碘叶立德类化合物发生环化反应, 一锅法构建环己酮并异香豆素骨架结构. 不同的定位基团在该反应体系下均可以顺利发生反应, 其中亚砜叶立德及苯甲酸类化合物表现出良好的活性, 可以高效地实现目标产物的合成. 对照实验、氘标记实验以及中间体分离等机理实验说明反应过程碘叶立德中间体的生成对反应发生具有重要作用.

关键词: 异香豆素, 碘叶立德, 碳氢键活化, 铑催化

Isocoumarin skeleton is a kind of important motif of natural product and bio-active molecular. The synthesis of simple and efficient construction of isocoumarin is of great significance. This work realized the one-pot synthesis of cyclohexanone-isocoumarins by rohdium catalyzed aryl C—H activation and followed annulation with in-situ generated iodonium ylides of cyclohexanones. Divers directing groups can be tolerated under the system leading to the desired products, among which sulfoxonium ylides and benzoic acids exhibited good reaction efficiency. Control experiments, deuterium labeling experiments and isolation of the possible intermediate revealed that the in-situ generated iodonium ylides were necessary for the reaction system.

Key words: isocoumarins, iodonium ylides, C—H activation, Rh-catalysis

引用此文

戴雨倩, 李兴伟, 刘丙贤. 三价铑催化通过环己二酮高效构建异香豆素类化合物[J]. 有机化学, 2021, 41(11): 4476-4483.

Yuqian Dai, Xingwei Li, Bingxian Liu. Rh(III)-Catalyzed Efficient Synthesis of Isocoumarins from Cyclohexanediones[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2021, 41(11): 4476-4483.

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

分享此文

图/表 9

图1. 异香豆素相关的天然产物及合成中间体

Figure 1. Isocoumarin-related natural products and synthetic intermediate

图式1. 环己酮并异香豆素骨架的合成方法

Scheme 1. Methods for the construction of cyclohexanone-isocoumarins

Entry	Base (2.5 equiv.)	Solvent (1 mL)	Yield/%
1	—	HFIP	65%
2^b	—	HFIP	n.d.
3	—	acetone	n.d.
4	—	THF	n.d.
5	—	DCE	n.d.
6	—	EA	n.d.
7	—	TFE	n.d.
8	—	EtOH	n.d.
9	KOH	HFIP	54%
10	NaOAc	HFIP	32%
11	K₂CO₃	HFIP	28%
12	LiOH	HFIP	10%
13	NaOMe	HFIP	28%
14	LiO^tBu	HFIP	26%
15	K₃PO₄	HFIP	96%
16^c	K₃PO₄	HFIP	n.d.
17

表1. 标准反应条件优化a

Table 1. Optimization of the standard reaction conditions

表2. 亚砜叶立德和苯甲酸的适用范围a

Table 2. Application scopes of sulfoxonium ylides and benzoic acids

表3. 环己二酮类化合物的适用范围a

Table 3. Application scope of cyclohexanediones

图式2. 碘叶立德中间体的对照试验

Scheme 2. Control experiments of the iodonium ylide intermediate

图式3. 中间体的合成与反应

Scheme 3. Synthesis and reactions of the intermediate

图式4. 氘标记实验

Scheme 4. Deuterium labeling experiments

图式5. 可能的催化循环

Scheme 5. Possible catalytic cycle

参考文献 16

[1]	(a) Schwartz, B. D.; Banwell, M. G.; Cade, I. A. Tetrahedron Lett. 2011, 52, 4526. doi: 10.1016/j.tetlet.2011.06.050 pmid: 27597418
	(b) Yang, S.; Banwell, M. G.; Willis, A. C.; Ward, J. S. Aust. J. Chem. 2015, 68, 241. doi: 10.1071/CH14520 pmid: 27597418
	(c) Ibn-Ahmed, S.; Khaldi, M.; Chrétien, F.; Chapleur, Y. J. Org. Chem. 2004, 69, 6722. pmid: 27597418
	(d) Ramanan, M.; Sinha, S.; Sudarshan, K.; Aidhen, I. S.; Doble, M. Eur. J. Med. Chem. 2016, 124, 428. doi: S0223-5234(16)30724-3 pmid: 27597418
	(e) Xu, X.; Li, J.; Zhang, K.; Wei, S.; Lin, R.; Polyak, S. W.; Yang, N.; Song, F. Mar. Drugs 2021, 19, 313. doi: 10.3390/md19060313 pmid: 27597418
	(f) Zhao, J.-Q.; Wang, Y.-M.; Wang, S.; Dang, J.; Shi, Y.-P.; Mei, L.-J.; Tao, Y.-D. Nat. Prod. Res. 2016, 30, 1746. doi: 10.1080/14786419.2015.1137574 pmid: 27597418
[2]	Akagi, Y.; Yamada, S.; Etomi, N.; Kumamoto, T.; Nakanishi, W.; Ishikawa, T. Tetrahedron Lett. 2010, 51, 1338. doi: 10.1016/j.tetlet.2010.01.014
[3]	(a) Ashraf, Z. Chem. Heterocycl. Compd. 2016, 52, 149. doi: 10.1007/s10593-016-1849-z
	(b) Saikia, P.; Gogoi, S. Adv. Synth. Catal. 2018, 360, 2063. doi: 10.1002/adsc.v360.11
[4]	(a) Jiang, Y.; Li, P.; Zhao, J.; Liu, B.; Li, X. Org. Lett. 2020, 22, 7475. doi: 10.1021/acs.orglett.0c02618
	(b) Dong, Z.; Li, P.; Li, X.; Liu, B. Chin. J. Chem. 2021, 39, 3489.
[5]	(a) Plunkett, S.; DeRatt, L. G.; Kuduk, S. D.; Balsells, J. Org. Lett. 2020, 22, 7662. doi: 10.1021/acs.orglett.0c02851 pmid: 32969657
	(b) Bryson, T. A.; Stewart, J. J.; Gibson, J. M.; Thomas, P. S.; Berch, J. K. Green Chem. 2003, 5, 174. doi: 10.1039/b211966h pmid: 32969657
	(c) Fan, X.; He, Y.; Cui, L.; Guo, S.; Wang, J.; Zhang, X. Eur. J. Org. Chem. 2012, 2012, 673. pmid: 32969657
	(d) Dong, F.; Liu, J.-Q.; Wang, X.-S. J. Heterocycl. Chem. 2019, 56, 2822. doi: 10.1002/jhet.v56.10 pmid: 32969657
[6]	(a) He, X.; Han, G.; Zuo, Y.; Shang, Y. Tetrahedron 2018, 74, 7082. doi: 10.1016/j.tet.2018.10.045
	(b) Yang, C.; He, X.; Zhang, L.; Han, G.; Zuo, Y.; Shang, Y. J. Org. Chem. 2017, 82, 2081. doi: 10.1021/acs.joc.6b02906
	(c) Li, Y.; Wang, Q.; Yang, X.; Xie, F.; Li, X. Org. Lett. 2017, 19, 3410. doi: 10.1021/acs.orglett.7b01365
	(d) Li, X. G.; Sun, M.; Liu, K.; Jin, Q.; Liu, P. N. Chem. Commun. 2015, 51, 2380. doi: 10.1039/C4CC09314C
	(e) Zuo, Y.; He, X.; Ning, Y.; Zhang, L.; Wu, Y.; Shang, Y. New J. Chem. 2018, 42, 1673 doi: 10.1039/C7NJ03799F
	(f) Gao, C.; Li, B.; Geng, X.; Zhou, Q.; Zhang, X.; Fan, X. Green Chem. 2019, 21, 5113. doi: 10.1039/C9GC02001B
[7]	(a) Mayakrishnan, S.; Tamizmani, M.; Maheswari, N. U. Chem. Commun. 2020, 56, 15462. doi: 10.1039/D0CC06038K
	(b) Jia, M.; Ma, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 9134. doi: 10.1002/anie.v55.32
[8]	Hong, C.; Jiang, X.; Yu, S.; Liu, Z.; Zhang, Y. Chin. J. Org. Chem. 2021, 41, 888. (in Chinese) doi: 10.6023/cjoc202007037
	(洪超, 蒋希程, 于书玲, 刘占祥, 张玉红, 有机化学, 2021, 41, 888.) doi: 10.6023/cjoc202007037
[9]	(a) Chen, Z.; Wang, B.; Zhang, J.; Yu, W.; Liu, Z.; Zhang, Y. Org. Chem. Front. 2015, 2, 1107. doi: 10.1039/C5QO00004A pmid: 30033454
	(b) Sambiagio, C.; Schonbauer, D.; Blieck, R.; Dao-Huy, T.; Pototschnig, G.; Schaaf, P.; Wiesinger, T.; Zia, M. F.; Wencel-Delord, J.; Besset, T.; Maes, B. U. W.; Schnurch, M. Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 6603. doi: 10.1039/c8cs00201k pmid: 30033454
[10]	(a) Drapeau, M. P.; Gooßen, L. J. Chem.-Eur. J. 2016, 22, 18654. doi: 10.1002/chem.v22.52
	(b) Uttry, A.; Gemmeren, M. Synthesis 2020, 52, 479. doi: 10.1055/s-0039-1690720
[11]	Benzoyl chloride could react with the solvent to form the corresponding ester. Thus C―H activation can be realized by direction of ester group. The reaction can also occur by the use of pre-syn- thesized hexafluoroisopropyl benzoate, giving the product with 26% yield.
[12]	(a) Park, S. H.; Kim, J. Y..; Chang, S. Org. Lett. 2011, 13, 2372. doi: 10.1021/ol200600p
	(b) Yang, Y.; Lin, Y.; Rao, Y. Org. Lett. 2012, 14, 2874. doi: 10.1021/ol301104n
	(c) Wang, S.-M.; Moku, B.; Leng, J.; Qin, H.-L. Eur. J. Org. Chem. 2018, 4407.
[13]	Luo, J.; Fu, Q. Adv. Syn. Catal. 2021, 363, 3868. doi: 10.1002/adsc.v363.16
[14]	Tóth, B. L.; Monory, A.; Egyed, O.; Domján, A.; Bényei, A.; Szathury, B.; Novák, Z.; Stirling, A. Chem. Sci. 2021, 12, 5152. doi: 10.1039/D1SC00642H
[15]	Sharma, K.; Neog, K.; Gogoi, P. Org. Lett. 2020, 22, 73. doi: 10.1021/acs.orglett.9b03932 pmid: 31815487
[16]	Jambu, S.; Jeganmohan, M. Org. Lett. 2020, 22, 5057. doi: 10.1021/acs.orglett.0c01636

三价铑催化通过环己二酮高效构建异香豆素类化合物

Rh(III)-Catalyzed Efficient Synthesis of Isocoumarins from Cyclohexanediones

RichHTML

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

图/表 9

参考文献 16

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价

[1]	文思, 丁宇浩, 田青于, 葛进, 程国林. 铑(III)催化苯甲亚胺酸乙酯和CF₃-亚胺氧锍叶立德C—H 活化/环化反应合成CF₃-1H-苯并[de][1,8]萘吡啶[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 291-300.
[2]	张彦波, 孙萌. 铑催化碳酸亚乙烯酯与吲哚啉C(7)位C—H甲酰甲基化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2905-2912.
[3]	汤振, 皮超, 吴养洁, 崔秀灵. 铑催化2-芳基-2H-吲唑与硫叶立德的酰甲基化/串联环化反应高效构建6-芳基吲唑并[2,3-a]喹啉类衍生物[J]. 有机化学, 2023, 43(3): 1187-1196.
[4]	孙美娇, 谭晶, 谭玉, 彭进松, 陈春霞. 钯催化3-(2-氨基嘧啶-4-基)吲哚2位C—H键芳基化反应的研究[J]. 有机化学, 2023, 43(11): 3945-3959.
[5]	易继凌, 施康琦, 吴冰林, 黎婉珊, 陈光英. 海洋来源真菌Eutypella sp. F0219次级代谢产物研究[J]. 有机化学, 2023, 43(1): 295-298.
[6]	刘晓洁, 徐必平, 苏伟平. 铑催化羧酸原位生成酰氟的脱羰Suzuki-Miyaura偶联[J]. 有机化学, 2022, 42(7): 2184-2191.
[7]	谢吴成, 陈浒, 黎韵越, 林洁玲, 陈婉雯, 石君君. 导向碳氢键活化与不饱和分子的电氧化环化反应[J]. 有机化学, 2022, 42(5): 1286-1306.
[8]	刘文启, 沈振陆, 徐森苗. 三苯基砷/铱催化的非活化一级碳氢键的双硼化反应合成1,1-偕二硼烷[J]. 有机化学, 2022, 42(4): 1101-1110.
[9]	乐柏佟, 吴新鑫, 朱晨. 烯基自由基参与的分子内氢原子转移反应的新进展[J]. 有机化学, 2022, 42(2): 458-470.
[10]	王家状, 滕丽果, 熊绍棋, 肖铁波, 江玉波. Rh催化N-磺酰腙的偕-二氟烯丙基化反应[J]. 有机化学, 2022, 42(11): 3658-3667.
[11]	商铭洲, 张兰兰, 陈淼淼, 胡汪成, 何心伟, 陆红健. 铑催化的邻苯二甲酸酐与环状2-重氮-1,3-二酮和甲醇的串联C—H活化/跨环偶联/环化反应合成酯基官能化的并环异香豆素类化合物的研究[J]. 有机化学, 2022, 42(11): 3816-3823.
[12]	范铃洁, 周涛, 杨旭, 江梦雪, 胡信全, 史炳锋. 钯催化的不对称碳氢键烯基化动力学拆分2-(芳基亚磺酰基)吡啶[J]. 有机化学, 2022, 42(10): 3405-3418.
[13]	邹晓亮, 徐森苗. 铱催化的(杂)芳烃远端区域选择性C—H硼化反应的最新进展[J]. 有机化学, 2021, 41(7): 2610-2620.
[14]	蔡瑾, 农旭华, 王斌, 曾尾女, 黄国雷, 张子怡, 郑彩娟. 红树来源真菌Eupenicillium sp. HJ002发酵产物中三个新的聚酮类化合物[J]. 有机化学, 2021, 41(7): 2905-2909.
[15]	武泽臣, 程沧, 张扬会. 过渡金属催化的碳氢键与一氧化碳的反应[J]. 有机化学, 2021, 41(6): 2155-2174.