长时间以来,环并吡啶鎓盐结构在氮杂石墨烯、天然生物碱、荧光染料、DNA嵌入试剂和离子液体等领域被广泛研究和应用。虽然利用吡啶作为原料,环并吡啶鎓盐骨架的多种合成方法已经得到快速发展,但现有报道的合成方法大多需要对吡啶骨架进行预修饰或者预活化,这既限制了产物结构的多样性,也降低了合成效率。为了克服吡啶底物预官能化带来的限制、简化合成路线,原位加入活化试剂从而实现简单吡啶的原位活化是一种行之有效的策略。最近,四川大学化学学院的游劲松教授课题组发展了一个铑催化的使用简单吡啶、炔烃和1,2-二氯乙烷(DCE)作为原料,利用原位活化策略的三组分环化反应,可以直接合成多种环并吡啶鎓盐。
1,2-二氯乙烷作为一种廉价易得的溶剂被人熟知,并已经被广泛应用于过渡金属催化的碳氢活化反应中。作者创新性地使用1,2-二氯乙烷“一石三鸟”:既作为乙烯基等效试剂,又是原位活化试剂,同时还是反应溶剂。该反应可以被扩展到其他含氮杂环,例如喹啉、异喹啉、咪唑和苯并咪唑,拥有良好的底物普适性。当使用1,3-二炔作为底物时,反应可以得到具有完全选择性的鎓盐产物。这进一步启发作者,使用3-位功能化的吡啶作为原料,合成了一系列三环吡啶鎓盐产物。其中,吡喃并吡啶鎓盐展现出较低的细胞毒性的同时具有良好的特异性标记细胞线粒体的能力。


在得到产物之后,作者通过中间体分离、控制实验,使用单晶衍射、高分辨质谱等表征手段,对反应机理进行了细致地研究。机理实验证明了N-乙烯基吡啶鎓可以原位生成,并与铑形成稳定的碳氢活化中间体。该研究将简单吡啶的原位活化和碳氢活化相结合,为简洁合成环并吡啶鎓盐提供了新的策略。
相关结果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上,文章第一作者为博士生王之朔。
该论文作者为:Zhishuo Wang, Jiangliang Yin, Fulin Zhou, Yunqi Liu, Jingsong You
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Multicomponent Reactions of Pyridines To Give Ring‐Fused Pyridiniums: In Situ Activation Strategy Using 1,2‐Dichloroethane as a Vinyl Equivalent
Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201812167
导师介绍
游劲松
http://www.x-mol.com/university/faculty/12772
(本稿件来自Wiley)

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