赵劲课题组发展温和条件下一步合成邻苯二酚类化合物新策略

作者:scbb    时间:2017-02-17 15:59:58    点击率:

       赵劲教授课题组近日在《自然通讯》(Nature Communications)上在线发表题为“内部氧化策略生成邻苯二酚”(A redox-neutral catechol synthesis)的文章,报道了PhONHAc底物通过内部氧转移策略邻位直接羟基化一步生成邻苯二酚类化合物。

       邻苯二酚类化合物是体内儿茶酚胺类激素、天然植物药效分子以及多种药物的有效结构单元,传统合成方法通常存在选择性差,产率低以及底物适应性差等缺点,近年来,多个课题组基于定位基C-H键活化策略发展了邻位羟基化/氧化等新方法,但是反应需要加入外部氧化剂和外部氧源,定位基需要去保护化最终得到邻苯二酚类化合物,过程复杂同时反应条件往往比较苛刻。赵劲教授课题组基于苯氧乙酰胺(PhONHAc)的研究经验,借鉴Fischer吲哚合成[3,3]重排的机理设计,定位基中杂原子O, N易于金属催化剂螯合活化邻位C-H键,氧化性的O-N键在作用下可断裂,起到内部氧化作用的同时形成邻位羟基化的邻苯二酚类化合物。

       按照设计思路,经过一系列的条件筛选和机理探讨,最终实现了在[Cp*IrCl2]2催化,2.5 当量丙二酸作为添加剂,甲醇作为溶剂常温下反应10 h即可选择性的得到邻苯二酚类化合物,产率达到90%。后期机理实验证明,羟基化氧源为-O-NHAc的羰基氧,反应经由内部氧化途经无需加入外部氧化剂,邻位直接羟基化一步高效高选择性地合成邻苯二酚类化合物,底物适用性良好,包括多种生物活性分子如多巴胺(Dopamine),左旋多巴(L-dopa),瑞香素(Daphnetin)及其衍生物和雌二醇(Estradiol),利用前期工作Chem. Sci.中相关底物也可以高产率地得到2-(2,3-双羟基苯基)苯并噻唑双羟基荧光母核(2-DHPBT)。

       赵劲教授课题组利用该反应一步合成了多种生物活性分子和天然药物分子,为化学合成各种邻苯二酚类化合物提供了全新的思路。这个工作同时拓展了氧乙酰胺(-O-NHAc)基团的多功能性: a) 作为邻位定位基实现了邻位羟基化;b) 作为内部氧化剂完成了催化循环;c) 是羟基化氧源。这些多重功能为其在化学合成方法学中的应用提供了更多可能性。

       该工作由赵劲教授指导,博士研究生吴谦,燕鼎元,研究员陈颖和其他课题组成员合作完成。特别感谢吴云东老师老师和张欣豪老师、博士研究生王婷在机理研究中的合作与贡献。该工作得到了国家自然科学基金委和深圳市科技创新委员会的支持。(文字/吴谦)

论文链接:http://www.nature.com/articles/ncomms14227