共轭二烯和多烯是很多天然产物和药物分子的关键结构，该类化合物在合成化学和材料化学中也发挥着重要的角色。线性共轭π体系的构建往往充满挑战，每一个双键的构建都涉及到区域选择性和立体选择性的问题。为了达到控制区域选择性和立体选择性的目的，一系列交叉偶联反应得以发展，并依序通过多步反应构建二烯单元，当然也可一次同时构建两个二烯单元。然而该类方法存在一些缺点，首先难以很好地控制区域选择性和立体选择性，其次缺少稳定且含有不同取代基、易得的二烯化试剂。
最近，美国德州大学圣安东尼奥分校的Oleg V. Larionov团队报道了钯催化卤代芳香烃与环丁烯砜的反应，高效构建了一系列共轭二烯和多烯类化合物。环丁烯砜是一类稳定且易制备的化合物，作者通过碱诱导的区域选择性和立体选择性环丁烯砜的开环反应和随后的钯催化脱亚磺酰基的偶联反应，直接、快速、高选择性地构建了多烯类化合物（图1）。相关工作发表在J. Am. Chem. Soc. 上。
图1. 共轭二烯及多烯的合成策略。图片来源：J. Am. Chem. Soc.
作者首先选择4-溴苯甲腈8和环丁烯砜1作为模板底物对反应条件进行筛选，主要考察配体、不同碱和溶剂等因素对反应结果的影响，最终权衡产率和立体选择性，Pd(OAc)2/dppbz是最佳的催化剂组合。反应以MeOK/K2CO3作为碱，以THF作为溶剂，能以99%的核磁产率和>30:1的顺反比例得到产物9（图2）。
图2. 反应条件的筛选。图片来源：J. Am. Chem. Soc.
在最佳条件下，作者对底物的适用范围进行了考察，首先固定无取代基的环丁烯砜1，考察溴代或氯代苯上取代基对反应结果的影响。不管取代基在卤素的邻位、间位还是对位，不管是供电子取代基还是吸电子取代基，反应都能以良好到优秀的产率得到产物9-17。此外，稠环芳香烃以及杂环芳香烃也能顺利地参与反应，结果也非常优秀。使用该催化体系还可有效合成共轭四烯的胆固醇和豆甾醇衍生物（图3）。
图3. 环丁烯砜底物适用范围的考察。图片来源：J. Am. Chem. Soc.
作者接着考察了不同取代的环丁烯砜参与反应的情况，主要考察了R1、R2、R3和R4取代基。当R3和R4为甲基取代基时，反应以61-68%的产率得到反式的二烯烃52-54，在生成产物52和53的反应中，他们还观察到少量的52a和53a生成，推测可能是由于邻近的甲基氢迁移到苄位。当R1为烷基，R2、R3和R4为氢时，相应的底物能以良好的产率得到R1在末端的反式二烯烃55-64，产物64的相对和绝对构型通过X射线单晶衍射得以确定。而当R3为烷基，其它取代基为氢，或R1与R4为烷基，其它取代基为氢，以及R1、R2和R4均为烷基，其它取代基为氢时，反应得到的是顺式的烯烃，产率最高可达到99%，同时也可实现克量级扩大规模的合成（图4）。
图4. 取代的环丁烯砜底物适用范围的考察。图片来源：J. Am. Chem. Soc.
总结
Oleg V. Larionov课题组报道了一类从环丁烯砜出发，简单实用、高选择性的方法合成共轭二烯和多烯，使用不同取代基的环丁烯砜可构建不同构型的烯烃。此外，该反应也可轻松实现克量级扩大规模的合成，彰显了该反应的实用性。
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Highly Regio- and Stereoselective Catalytic Synthesis of Conjugated Dienes and Polyenes
J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 8434, DOI: 10.1021/jacs.8b05421
导师介绍
Oleg V. Larionov
http://www.x-mol.com/university/faculty/6824
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