上海中医药大学张宇/海军军医大学张卫东课题组Sci. China Chem.:光诱导无催化剂条件下的烷烃/醚C-H键卡宾插入
导语
在构建C(sp3)–C(sp3)键的策略中,直接使用烷烃和醚作为偶联试剂是一种新兴且具有挑战性的合成策略。该方法的优势在于不需要对烷烃进行预功能化,但通常需要光催化氢原子转移(HAT)策略与镍催化偶联实现C(sp3)–C(sp3)键的构建(图1a)。为进一步实现无过渡金属参与的C(sp3)–C(sp3)键的形成,Noël课题组通过光催化与加热条件结合的两步反应策略实现腙与醚或胺偶联构建C(sp3)–C(sp3)键。这一研究为无过渡金属反应制备偶联产物提供了一种简单温和的方案(图1b)。为进一步扩大腙在构建C(sp3)-C(sp3)键领域的应用,使用羧酸衍生的酯作为自由基前体,在光氧化还原条件下,引入了脱氧交叉亲电偶联(图1b)。然而光诱导无催化剂条件下腙与烷烃/醚的C(sp3)–C(sp3)键偶联反应仍有待探索。
前沿科技成果
受体和受体/供体型卡宾作为中间体的研究已取得显著进展(图1c)。N-对甲基磺酰腙与相关类似物作为一种稳定安全的卡宾前体,可以通过形成金属卡宾中间体进行C-H插入构建C(sp3)-C(sp3)键。毕锡和课题组在这一领域实现了重大突破,他们发现在加热和银催化条件下N-三氟甲苯磺酰腙可以与烷烃或醚通过C-H插入形成C(sp3)-C(sp3)键(图1c)。但无金属条件下将C-H插入到供体型游离卡宾中尚未被研究。上海中医药大学张宇/海军军医大学张卫东课题组在前期研究的基础上,报道了在光诱导无催化剂条件下烷烃/醚与N-甲苯磺酰腙/醛直接通过C-H插入形成C(sp3)-C(sp3)键(图1c)。N-甲苯磺酰腙在光照下产生供体型游离卡宾,选择性地插入烷烃或醚的C-H键中,形成具有高价值的偶联产物。该策略不仅可以实现克级别的偶联化合物的合成,同时还适用于多个药物分子的衍生化,为C(sp3)–C(sp3)偶联化合物的绿色合成提供了一种新策略。
图 1 构建C(sp3)-C(sp3)键的研究背景及反应策略(来源:Sci. China Chem.)
相关结果近日发表在Science China Chemistry。详细内容见:Qiannan Li, Dinggang Wang, Jinxin Wang, Le Zhang, Xike Xu, Xinyu Han, Shoubhik Das*, Yu Zhang* & Wei-Dong Zhang*. Catalyst-free photoinduced C(sp3)-C(sp3) bond formation through C-H insertions using non-activated alkanes/ethers. Sci. China Chem. 2024
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