银催化呋喃与烯基-苯磺酰腙[4+3]环加成反应研究

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氧桥联七元双环骨架,广泛存在于天然产物和药物分子中。氧桥七元双环化合物的传统合成方法主要有:氧化吡喃与烯烃的[5+2]环加成反应,二羰基化合物与1,3-双(三甲基硅基)烯醇醚的[4+3]环加成以及烯丙基阳离子与呋喃的[4+3]环加成反应等。尽管非常有效,但这些方法仍然存在使用昂贵或者难以制备的底物,反应条件苛刻,反应区域选择性差等问题。近年来,乙烯基卡宾与呋喃的串联环丙烷化/Cope重排反应成为立体选择性地构建氧桥七元双环化合物的最直接、最理想的方法之一。烯基重氮酯是该类反应中最常用的烯基卡宾前体,吸电子酯基不仅可以稳定重氮化合物,还可以有效抑制重氮化合物自身环化成吡唑。但是该反应在效率和实用性方面依然存在问题,如除了极少数例外,大部分呋喃都会不可避免的生成副产物三烯,产物收率较低;不适用于烷基取代或者未取代的烯基卡宾,限制了产物结构多样性。此外,乙烯基重氮化合物具有毒性和爆炸性,通常在使用前需要纯化,且使用注射泵缓慢滴加,阻碍了该方法的广泛使用。因此,发展新的催化体系,从廉价易得的原料出发,简洁快速地合成结构多样的氧桥七元双环化合物是非常需要的。烯基-N-磺酰腙是一类理想的烯基卡宾前体,具有易于制备,稳定性好,使用安全等优点。但是烯基-磺酰腙易于自身环化生成吡唑,其与呋喃的[4+3]环加成反应合成氧桥七元双环化合物迄今仍没有实现。本论文中,我们以易于分解的烯基-N-邻三氟甲基苯磺酰腙为烯基卡宾前体,在银催化下,首次实现了烯基-磺酰腙与呋喃的[4+3]环加成反应,合成了一系列结构多样的氧桥联七元双环化合物。该反应具有操作简便,底物范围宽泛,官能团容忍性高,立体选择性高的优点,从而提供了一条从烯基苯磺酰腙出发合成氧桥七元碳环的的方法。此外,我们通过实验和DFT计算详细研究了反应的机理,该反应更倾向于以协同的[4+3]环加成路径进行,而不是传统的串联环丙烷化/Cope重排路径,因而,从反应机制上避免三烯副产物的生成。
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