多取代丙烯酰胺(multisubstituted acrylamides)结构单元广泛地存在于天然产物与药物分子之中,也是一类重要的合成中间体。目前已知的合成方法包括Horner–Wadsworth–Emmons烯基化反应、丙炔酰胺双官能团化、卤代烯烃氨甲酰化等,然而这些方法都有一定的局限性,如顺/反选择性差、引入的官能团范围狭窄和合成前体结构复杂等。开发一种从简单底物出发,高效、模块化合成多取代丙烯酰胺的方法具有重要的意义。
近年来,芝加哥大学化学系董广彬课题组发展了一系列基于钯/降冰片烯(Pd/NBE)协同催化,对芳香苯环和杂环进行官能团化的方法学(Chem. Rev. 2019, 119, 7478),并成功将这一策略拓展到了非芳香的烯烃体系,实现了烯烃碳氢键的烷基化(Nat. Chem. 2019, 11, 1106),芳基化(J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 2715)和胺基化(Science, 2021, 374, 734)等反应。在这些前期工作的基础上,他们将简单的羰基化合物转化为烯基三氟甲磺酸酯中间体,然后通过Pd/NBE协同催化体系,成功实现了α-氨甲酰化/ipso-官能团化反应,从而实现了多取代丙烯酰胺的高效制备(一锅或者两步)。 在条件筛选过程中,作者发现NBE共催化剂C2位置的酰胺取代基对反应的效率和选择性都有很大的影响。作者通过对酰胺取代基系统性的筛选,发现了由大位阻的2,4-二甲基-3-戊胺衍生的NBE共催化剂能很好地抑制原位Heck以及自身偶联等副反应。在最优条件下,作者对胺基酰氯、烯烃和烯基三氟甲磺酸酯底物的适用范围进行了考察。结果表明,该反应对许多羰基化合物衍生出的底物都有较好的结果,并且对天然产物衍生物也有很好的兼容性。不同类型的胺基酰氯和烯烃也能反应,高效模块化合成各种类型的多取代丙烯酰胺。 除了原位烯基化之外,作者通过选择不同的试剂和条件,模块化地在原位引入多类型取代基,包括了氢、炔基、芳基和烷基等。还可以通过串联环化反应,一步生成复杂的环系结构,极大地丰富了丙烯酰胺产物的多样性。 在该工作中,董广彬教授团队利用钯/降冰片烯协同催化活化烯烃的碳氢键,成功实现了烯基三氟甲磺酸酯α-氨甲酰化/ipso-官能团化反应。该反应为构筑多取代丙烯酰胺结构提供了一种简洁高效的方法。 论文信息 Rapid Access to Multisubstituted Acrylamides from Cyclic Ketones via Palladium/Norbornene Cooperative Catalysis Dr. Zhao Wu, Prof. Dr. Guangbin Dong Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202201239