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單取代烯烴作為廉價(jià)易得的原料，可以廣泛應(yīng)用于烯烴復(fù)分解反應(yīng)中。然而，該過程中存在一個(gè)普遍且關(guān)鍵的問題（圖1a）。末端烯烴容易與金屬卡賓物種i作用，經(jīng)由中間體ii生成中間體iii，而中間體iii（M=CH2）很容易發(fā)生降解從而使反應(yīng)終止。更加麻煩的是，反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物乙烯也會(huì)將相對(duì)穩(wěn)定的物種i轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定的中間體iii。雖然反應(yīng)可以通過真空減壓移除乙烯的手段提高轉(zhuǎn)化率，但對(duì)于單取代烯烴而言，M=CH2的形成是不可避免的，這種困難在Z 型烯烴發(fā)生復(fù)分解時(shí)更是得到了充分的體現(xiàn)（圖1b）。

催化劑Ru-1a、Ru-1b可以用作催化單取代烯烴發(fā)生自偶聯(lián)、交叉復(fù)分解、大環(huán)關(guān)環(huán)復(fù)分解等反應(yīng)。這些過程中產(chǎn)生的M=CH2物種由于具有足夠的穩(wěn)定性，故而能使該類型反應(yīng)順利進(jìn)行。然而，反應(yīng)所使用的催化劑也具有很大的局限性，如對(duì)于含烯丙位或者高烯丙位取代基、醛基以及烯丙醇類型的底物，反應(yīng)的催化效率通常較低；而對(duì)于羧酸或苯乙烯類衍生物，反應(yīng)通常不能發(fā)生。相比通常情況下Ru作為催化劑時(shí)具有良好的官能團(tuán)兼容性，該反應(yīng)的底物適用性十分有限。催化劑Ru-2a物種參與催化反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)出較好的官能團(tuán)兼容性，可順利地應(yīng)用于Z 型選擇性的開環(huán)/交叉復(fù)分解、開環(huán)復(fù)分解聚合和交叉復(fù)分解反應(yīng)中。然而，反應(yīng)過程中會(huì)形成極不穩(wěn)定的M=CH2物種（可能原因是與氮雜環(huán)卡賓反位配位的硫負(fù)離子經(jīng)1,2-遷移與卡賓位的碳結(jié)合），從而導(dǎo)致末端烯烴的反應(yīng)不夠理想。因而到目前為止，尚沒有實(shí)用、可與多種底物和官能團(tuán)兼容的Z 型選擇性的交叉復(fù)分解反應(yīng)。

最近，美國(guó)波斯頓學(xué)院的著名有機(jī)化學(xué)家Amir H. Hoveyda教授（點(diǎn)擊查看介紹）在J. Am. Chem. Soc. 上報(bào)道了Ru催化下原位“封端”亞甲基的策略實(shí)現(xiàn)立體保持的烯烴復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)的效率和Z 型選擇性均較為理想，并且可以應(yīng)用于生物活性分子的合成中。文章的共同第一作者是許超凡和沈曉博士（沈曉博士已于今年八月加盟武漢大學(xué)成立獨(dú)立課題組，歡迎有志之士加盟 [1]）。

作者采用的思路如下（圖2）：在體系中加入第三種烯烴A作為封端劑，分別與烯烴a和b作用，經(jīng)由復(fù)分解過程生成中間體viii-1和viii-2，viii-1和viii-2經(jīng)催化劑v或Ru-2生成最終產(chǎn)物，同時(shí)重生封端劑A。理論上來說，反應(yīng)過程中A與a或b作用的速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過a或b自偶聯(lián)及交叉復(fù)分解的速率。后者要形成M=CH2物種，將抑制反應(yīng)的進(jìn)行，因而這種假設(shè)在理論上是成立的。

隨后，作者對(duì)不同封端劑進(jìn)行了篩選（圖3），從烯烴1出發(fā)，對(duì)四種不同取代基取代的烯烴1a-1d進(jìn)行考察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)G = Me時(shí)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、效率最佳，Z/E 比值也高達(dá)98:2，因而作者初步判定：可以選擇Z-丁烯作為封端劑。當(dāng)使用1a作為底物，Z-丁烯作為封端劑時(shí)，反應(yīng)采用分步的策略能以很高的收率和Z/E 的比值得到復(fù)分解的產(chǎn)物，進(jìn)一步證實(shí)了作者的設(shè)想。需要指出的是，加入5%的Ru-2a作為催化劑時(shí)，反應(yīng)也可以取得類似的結(jié)果，而采用分步的策略主要是為了減少催化劑的用量。

隨后，作者使用Z-丁烯作為封端劑，在三種不同條件下（A、B和C）對(duì)Z 型交叉復(fù)分解反應(yīng)的底物范圍進(jìn)行了考察（圖4）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)具有良好的官能團(tuán)兼容性，羧基、羥基、酯基、硼酸酯基、醛基、酰胺等均可以很好地兼容。反應(yīng)的產(chǎn)率高、Z 型選擇性好。

為了證實(shí)封端劑策略在大環(huán)環(huán)化復(fù)分解反應(yīng)中的應(yīng)用，作者還進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)（圖5）：對(duì)于含兩個(gè)末端烯基的二烯結(jié)構(gòu)11a，反應(yīng)加入Z-丁烯（Z-3）作為封端劑，原位生成中間體11b，隨后真空減壓移除Z-丁烯，再進(jìn)行RCM反應(yīng)可以得到12a。反應(yīng)產(chǎn)率高，Z 型選擇性好（圖5a）。而不含甲基取代的其他二烯結(jié)構(gòu)11，反應(yīng)結(jié)果較差（圖5b）。

作者進(jìn)一步將該研究應(yīng)用到其他大環(huán)分子的環(huán)化復(fù)分解中（圖6）：14-21元環(huán)均可以獲得很好的反應(yīng)性和選擇性。對(duì)于含羧酸結(jié)構(gòu)的12j，反應(yīng)也能很好地兼容，這是使用Mo、W和Ru-1a催化劑參與反應(yīng)時(shí)所不具備的。體系中加入親電性強(qiáng)的對(duì)乙?；郊兹?3，對(duì)11a的反應(yīng)性仍然沒有影響，進(jìn)一步證明該催化體系的良好兼容性。

作者還將該策略應(yīng)用于多種生物活性分子的合成中（受篇幅限制，在此僅以血小板聚集抑制劑17為例，其他應(yīng)用參考原文）。他們利用Ru-1a作為催化劑，14與15經(jīng)烯烴復(fù)分解途徑生成16，然而產(chǎn)率只有35%，Z/E比值為71:29，而從Suzuki偶聯(lián)制備的化合物20出發(fā)，利用Z-丁烯作為封端劑，則能以58%的產(chǎn)率和96:4的Z/E值得到16，充分證明了原位封端策略在烯烴復(fù)分解反應(yīng)中強(qiáng)大的作用。

——總結(jié)——

Amir H. Hoveyda教授團(tuán)隊(duì)發(fā)展了使用Z-丁烯作為封端劑的策略，在Ru催化下烯烴進(jìn)行交叉復(fù)分解和大環(huán)環(huán)化復(fù)分解反應(yīng)，并將這種方法應(yīng)用于許多生物活性分子的合成中。反應(yīng)產(chǎn)率高，Z 型選擇性好，能與多種官能團(tuán)兼容。作者在文末也初步展示了利用E-丁烯作為封端劑實(shí)現(xiàn)E-選擇性烯烴復(fù)分解的例子（具體見正文），未來作者還將利用該策略合成傳統(tǒng)復(fù)分解反應(yīng)難以實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)性和選擇性的分子。