国产一级一级_欧美一级黄色网_成人激情视频在线观看_www.99热.com_欧美天堂在线观看_一道本视频

近年來，過渡金屬催化的重氮化合物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的卡賓物種已經(jīng)成為有機(jī)合成中一類重要的反應(yīng)。其中，重氮化合物與后過渡金屬形成的親電金屬卡賓物種能夠與不同類型的親核試劑反應(yīng)，特別是雜原子親核試劑與之作用能夠提供一種合成碳-雜原子鍵的方法。但是，碳親核試劑與金屬卡賓的反應(yīng)則相對(duì)較少，已知的過程主要分為三類：a）富電子的芳香烴或者芳香雜環(huán)作為親核試劑，隨即形成芐基金屬物種參與后續(xù)的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而構(gòu)造C(sp2)-C(sp3)鍵；b）重氮化合物作為親核試劑，實(shí)現(xiàn)形式上的二聚過程，提供了一種新型的構(gòu)建C=C雙鍵的方法；c）烯烴或者炔烴作為親核試劑，得到的中間體能夠發(fā)生進(jìn)一步轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)[1+2]或者[3+2]的過程。可以看出，碳親核試劑相關(guān)的反應(yīng)仍需要進(jìn)一步拓展。基于此，來自北京大學(xué)的王劍波（點(diǎn)擊查看介紹）課題組首次使用環(huán)丙醇作為親核試劑，實(shí)現(xiàn)了與重氮化合物的開環(huán)偶聯(lián)反應(yīng)。

傳統(tǒng)的反應(yīng)過程中環(huán)丙醇作為一種醇類化合物，能夠很好地與重氮化合物實(shí)現(xiàn)O-H鍵的插入過程。作者使用苯乙基環(huán)丙醇和苯基重氮乙酸酯作為反應(yīng)底物，當(dāng)使用醋酸銠作為催化劑，甲苯為溶劑時(shí)，能夠以64%的收率得到相應(yīng)O-H鍵插入的產(chǎn)物，這也是該類反應(yīng)中最為常見也很難避免的副反應(yīng)。作者隨后進(jìn)行了大量的嘗試來試圖改變反應(yīng)的選擇性，最后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用CuI時(shí)，反應(yīng)中除了24%的O-H鍵插入產(chǎn)物以外，還有18%的開環(huán)偶聯(lián)產(chǎn)物。隨后作者進(jìn)一步優(yōu)化得到最優(yōu)的條件。值得注意的是，這里使用了乙腈和甲苯作為混合溶劑，很好地兼顧了轉(zhuǎn)化率和選擇性。

得到最優(yōu)的反應(yīng)條件后，作者對(duì)底物的普適性進(jìn)行了考察。首先他們對(duì)含有不同取代基的環(huán)丙醇底物進(jìn)行拓展，可以看到各種烷基取代的底物反應(yīng)效果都十分理想，特別是有一定位阻的環(huán)己基取代底物也能以91%的收率得到相應(yīng)的開環(huán)偶聯(lián)產(chǎn)物（4d），說明環(huán)丙醇上取代基的位阻效應(yīng)對(duì)于反應(yīng)并沒有明顯影響。另外，烷基脂肪鏈中引入其他類型的雜原子取代基時(shí)該反應(yīng)也可以有效進(jìn)行（4e-h），比如硅氧基、苯氧基、酯基和磺酰基。除此之外，通常情況下能與重氮化合物發(fā)生反應(yīng)的C=C雙鍵在該反應(yīng)體系中也能夠很好地兼容（4i-j），能夠分別以95%和61%的收率得到相應(yīng)的開環(huán)產(chǎn)物。另外，含不同取代基的芳基環(huán)丙醇也能以中等到良好的收率得到相應(yīng)的產(chǎn)物（4k）。作者還嘗試了多取代的環(huán)丙醇底物，根據(jù)開環(huán)位置的不同可以得到兩種類型的產(chǎn)物，但反應(yīng)中每種產(chǎn)物的非對(duì)映選擇性都不是很理想（4l）。

隨后，作者還對(duì)重氮化合物進(jìn)行了底物拓展。不管是富電子還是缺電子的芳基重氮乙酸酯化合物都能以不錯(cuò)的收率得到相應(yīng)的產(chǎn)物（4m-n），而萘取代的重氮化合物的反應(yīng)收率則可以達(dá)到92%（4o）。值得注意的是，更換酯基取代基后，該反應(yīng)的效率也沒有受到影響，都能以良好的收率得到相應(yīng)的開環(huán)產(chǎn)物（4p-t）。隨后作者也考察了烷基重氮乙酸酯化合物，這些重氮化合物由于本身在金屬催化劑條件下的穩(wěn)定性相對(duì)較低，所以需在反應(yīng)中加入兩當(dāng)量，此時(shí)的收率也較為理想（4u-x）。

完成底物拓展后，作者還進(jìn)行了相關(guān)機(jī)理的探究。首先，他們將條件篩選過程中發(fā)現(xiàn)的O-H鍵插入的產(chǎn)物在標(biāo)準(zhǔn)條件下參與反應(yīng)，可以發(fā)現(xiàn)該化合物不能轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，這就說明反應(yīng)中兩者經(jīng)過不同的反應(yīng)路徑。另一方面，他們還嘗試了環(huán)丙醇底物本身在10%化學(xué)計(jì)量條件下的與CuI混合的反應(yīng)，只觀察到2%的開環(huán)產(chǎn)物生成，主要回收得到98%的原料。即使將CuI的用量提高到100%，環(huán)丙醇的開環(huán)效率也并不理想，只有5%的酮生成，仍有95%的原料回收，這也說明環(huán)丙醇在該反應(yīng)體系中并沒有得到相應(yīng)的烷基銅物種，排除了環(huán)丙醇先開環(huán)再分解重氮化合物的反應(yīng)機(jī)理。

為了進(jìn)一步了解反應(yīng)的選擇性，作者對(duì)該反應(yīng)展開了理論計(jì)算研究。DFT計(jì)算表明，銅卡賓中間體A可以通過O-H鍵插入形成葉立德中間體O-1，O-1通過質(zhì)子遷移迅速重排得到烯醇中間體O-2，該中間體進(jìn)行[1,3]-質(zhì)子遷移需要的能壘大約為29.4 kcal/mol，相比之下，[1,2]-質(zhì)子遷移具有更高的能壘。與O-H鍵插入反應(yīng)相比，過渡態(tài)TS6則以碳原子作為親核原子，三元環(huán)開環(huán)不可逆地形成更加穩(wěn)定的中間體C-1，隨后通過分子內(nèi)的質(zhì)子遷移重排得到C-C鍵偶聯(lián)的產(chǎn)物。雖然該反應(yīng)的決速步TS6的能壘為25.0 kcal/mol，但仍比O-H鍵插入反應(yīng)過程TS4的能壘（28.7 kcal/mol, 1, 3-氫遷移）低3.7 kcal/mol，因此反應(yīng)通過三元環(huán)開環(huán)形成C-C鍵的產(chǎn)物更具有優(yōu)勢(shì)，而非形成傳統(tǒng)的O-H鍵插入的產(chǎn)物。

小結(jié)

與傳統(tǒng)銠催化的醇與重氮化合物的O-H鍵插入反應(yīng)不同，作者報(bào)道了銅催化的環(huán)丙醇與重氮化合物的開環(huán)C-C鍵偶聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)丙醇作為碳親核試劑與卡賓的結(jié)合，進(jìn)一步拓展了銅卡賓化學(xué)。DFT計(jì)算表明環(huán)丙醇開環(huán)形成C-C鍵具有更低的反應(yīng)能壘，為反應(yīng)的選擇性提供了進(jìn)一步的理論支持。這一成果發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的共同第一作者是張行博士和吳國(guó)驕博士（2011-2016年北京大學(xué)博士研究生）。