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水相中银催化烷基羧酸或烷基酮酸与嘧啶环的Minisci偶联反应

烷基(sp3)-芳基(sp2)或烷基(sp3)-烷基(sp3)的碳碳偶联是药物合成化学中最重要的转化手段之一。 常见方法是烷基金属试剂和芳基或烷基卤化物在金属催化下偶联,对于这类反应,廉价易得的多功能亲核性偶联片段非常有限。2015年Ling-Bo Qu等人报道了水相中银催化烷基羧酸和烷基酮酸与嘧啶环的Minisci偶联反应(Org. Biomol.Chem.,2015,13,2750-2755),反应以2-氯嘧啶和异丁酸为底物进行了条件筛选。发现用1.0 eq K2S2O8, 20% AgNO3 DCM/H2O (1/1) 为溶剂,室温条件下,以70%的收率得到4-异丙基-2-氯嘧啶。增加氧化剂K2S2O8用量或降低AgNO3用量,收率都有所降低。如果用氧化剂TBHP或H2O2代替K2S2O8,或者用CuCl或Cu(OAc)2代替AgNO3,则几乎不发生反应。同样溶剂改变为CH3CN/H2O或者acetone/H2O,也几乎不发生反应。具体信息如下:

以筛选的最佳条件对各种羧酸进行拓展,具体结果如下:


以异丁酸为原料,对取代嘧啶进行拓展,以中等收率得到目标化合物。具体结果如下:

银催化的Minisci偶联反应,通过碳自由基亲核加成到缺电子杂环上,发生芳环的取代反应。可能的机理如下:

Minisci反应还可以用于合成4位酰基化嘧啶,与经典的Friedel-Crafts反应相比,此反应能有效合成各类酰基取代缺电子杂环化合物。示例如下:

知识延伸:

银催化的Minisci偶联反应,也成功运用到吡啶,吡嗪,苯并噁(噻)唑等缺电子杂芳环的偶联反应,以下为一些相关文献报道:


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