JACS: Ti催化叔醇自由基烷基化构建全取代碳中心

纳米

2020-09-05

醇的脱氧自由基C-C键构建反应长期以来是合成化学的重大挑战，目前其合成过程通常需要多个步骤。有鉴于此，兰州大学舒兴中、深圳职业技术学院Xiaotai Wang等报道了一种叔醇分子直接脱羟基自由基烷基化反应方法，该方法学能够从叔醇中得到碳自由基，随后简单有效高活性的构建全部碳修饰的立体中心。该反应对大量醇、活化烯烃底物有兼容性，并且本方法学对大量亲电性的偶联试剂（烯丙基羧酸盐、芳基和乙烯基亲电分子、一级烷基氯/溴化物）有反应容忍性。本方法学能够有效的进行叔醇烷基化反应，并完整的让一级/二级醇或酚离去。作者通过该反应方法学用于10克级别扩大反应，并能够对结构复杂分子进行后期修饰。作者通过DFT计算说明，该反应中关键性的叔碳自由基通过Ti催化对C-OH键均裂的过程获得。

本文要点：

（1）

反应优化。将甲基环己烷醇（1a）、1.5倍量丙烯酸乙酯（2a）作为反应物，在10 mol % Cp*TiCl₃催化剂，加入3倍量TSCl、3倍量Zn，一定量的5Å 分子筛，在60 ℃ THF中进行反应。优化后的反应中，以65 %的收率获得消除羟基修饰丙酸乙酯的产物（3a），以24 %的收率获得甲基环丙烯（4a），同时原料的反应率达到94 %。

（2）

反应机理。首先R-OH醇分子通过其中的羟基和Cp*TiCl₂相互作用，随后醇均裂为羟基和烷基自由基，羟基结合到Cp*TiCl₂上，烷基自由基和丙烯酸乙酯反应，形成碳自由基B物种，随后在酸性环境中淬灭得到产物分子3。同时羟基结合到Cp*TiCl₂后，羟基上的H通过和TESCl反应得到TESOH，Cp*TiCl₂OH转化为Cp*TiCl₃。进一步通过Zn还原作用得到催化剂稳定初始状态，完成一次催化反应循环。

参考文献

Hao Xie, Jiandong Guo, Yu-Quan Wang, Ke Wang, Peng Guo, Pei-Feng Su, Xiaotai Wang*, and Xing-Zhong Shu*

Radical Dehydroxylative Alkylation of Tertiary Alcohols by Ti Catalysis, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c07492

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07492