王姍姍 王永杰 譚春霞 劉銳
摘 ?要: 五元環(huán)和六元環(huán)是許多藥物及生物活性分子中的基本結(jié)構(gòu)單元,廣泛存在于各種天然產(chǎn)物中.因此,開發(fā)高效的合成方法構(gòu)筑五元/六元環(huán)一直是有機(jī)合成的熱點課題之一.其中,由于過渡金屬釕(Ru)催化1,6-烯炔的環(huán)化反應(yīng)具備原子經(jīng)濟(jì)、反應(yīng)條件溫和、對官能團(tuán)兼容性好、產(chǎn)率和選擇性高等特點,近年來得到了研究者的廣泛青睞.基于反應(yīng)機(jī)理及產(chǎn)物的多樣性,簡要綜述了Ru催化1,6-烯炔環(huán)化反應(yīng)的發(fā)展歷程和最新進(jìn)展.
關(guān)鍵詞: 釕(Ru); 1,6-烯炔; 催化; 環(huán)化反應(yīng); 原子經(jīng)濟(jì)性
中圖分類號: O 6-1 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A ? ?文章編號: 1000-5137(2020)04-0443-11
Abstract: As the fundamental building blocks of medicines and bioactive molecules,five- or six-membered rings could be easily found in a series of natural products.Therefore,the development of methodologies toward the formation of five- or six-membered rings-containing compounds is still a hot topic in synthetic chemistry.Of all significant methods,ruthenium(Ru)-catalyzed 1,6-enyne cyclization reactions are especially attractive because of the atom-economic fashion,mild reaction conditions,good functional group tolerance and excellent selectivity.This review will focus on the development and recent process of Ru-catalyzed 1,6-enyne cyclization reactions on the basis of the different mechanisms and product diversity.
Key words: ruthenium(Ru); 1,6-enyne; catalysis; cyclization; atom-economy
0 ?引 ?言
1985年,著名有機(jī)化學(xué)家TROST[1]利用金屬鈀(Pd)催化烯炔的環(huán)化反應(yīng)實現(xiàn)了烯炔的阿爾德-烯(Alder-ene)環(huán)異構(gòu)化反應(yīng).盡管當(dāng)時這個反應(yīng)對有機(jī)官能團(tuán)的兼容性較差,但是這個反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為烯炔環(huán)化反應(yīng)奠定了堅實的基礎(chǔ).從那時起,科學(xué)家們相繼發(fā)展了許多其他過渡金屬絡(luò)合物催化的烯炔環(huán)化反應(yīng),合成了系列重要的五元環(huán)/六元環(huán)化合物.近年來,過渡金屬絡(luò)合物催化烯炔的環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)再次激發(fā)了人們的興趣,主要原因是人們發(fā)現(xiàn)它們在系列重要的天然產(chǎn)物合成中有重要的應(yīng)用,例如愈傷組織A和呋喃喹啉A/B/C[2].其中,利用過渡金屬催化的1,6-烯炔的環(huán)化反應(yīng)構(gòu)筑五元/六元環(huán)狀化合物則是一種非常高效的方法.這種方法的優(yōu)點在于反應(yīng)條件溫和、對各種官能團(tuán)兼容性好、原料簡單易得及原子經(jīng)濟(jì)性等.本文作者簡要介紹了金屬釕(Ru)催化1,6-烯炔環(huán)化反應(yīng)的通用機(jī)理,再結(jié)合具體示例綜述Ru催化烯炔環(huán)化反應(yīng)的研究進(jìn)展.
1 ?Ru催化烯炔環(huán)化反應(yīng)的機(jī)理
根據(jù)Ru絡(luò)合物和1,6-烯炔的配位方式,可以將Ru催化1,6-烯炔的反應(yīng)機(jī)理分為以下幾種:氧化環(huán)化機(jī)理、烯丙基C-H活化機(jī)理、碳碳三鍵C≡C活化機(jī)理和復(fù)分解機(jī)理[3-4].
1.1 氧化環(huán)化機(jī)理
如圖1所示,當(dāng)金屬Ru含有富電子配體時,首先在反應(yīng)溶液中經(jīng)歷配體解離過程,產(chǎn)生金屬Ru配位不飽和中心[Ru]n.然后金屬Ru的配位不飽和中心可以同時與碳碳雙鍵C=C及C≡C配位,形成含有18個電子的金屬Ru活性中間體,再通過氧化環(huán)化的過程生成環(huán)戊烯Ru中間體,與此同時金屬Ru的化合價由+2變?yōu)?4.在環(huán)戊烯釕中間體中,當(dāng)金屬Ru β位上含有氫(H)原子時,環(huán)戊烯釕中間體可以通過β-H消除的方法產(chǎn)生乙烯基釕中間體.最后通過金屬還原消除反應(yīng)得到相應(yīng)的Alder-ene產(chǎn)物[5].
1.2 烯丙基C-H活化機(jī)理
然而,金屬Ru絡(luò)合物與1,6-烯炔也可以通過烯丙基C-H活化機(jī)理同樣制備出含有1,3-二烯或1,4-二烯的環(huán)狀化合物,如圖2所示.這種機(jī)理的關(guān)鍵在于當(dāng)金屬Ru與1,6-烯炔的C=C雙鍵配位之后,直接通過烯丙基C-H活化的方式產(chǎn)生烯丙基釕中間體;然后再通過氫金屬化的策略得到相應(yīng)的乙烯基釕中間體,最后再通過金屬還原消除的方法制備出二烯類化合物,其中產(chǎn)物的類型與1,6-烯炔的結(jié)構(gòu)有重要的關(guān)系[6].
1.3 C≡C活化機(jī)理
一般情況下,如果在烯炔環(huán)化反應(yīng)中所采用的金屬Ru絡(luò)合物含有強(qiáng)吸電子配體,那么這種金屬Ru絡(luò)合物可以作為一種較強(qiáng)的路易斯酸,通過C≡C活化機(jī)理將1,6-烯炔轉(zhuǎn)化為一系列重要的環(huán)狀化合物.如圖3所示,采用強(qiáng)親電/親三鍵的金屬Ru絡(luò)合物為催化劑,那么金屬Ru絡(luò)合物首先能夠與1,6-烯炔配位形成η2-配合物,然后通過6-endo-dig或5-exo-dig環(huán)化反應(yīng)的方式分別產(chǎn)生金屬Ru活性中間體,再通過分子內(nèi)重排和金屬消除等步驟最后制備出雙環(huán)[4.1.0]庚烯類化合物或者復(fù)分解產(chǎn)物[7].
1.4 復(fù)分解機(jī)理
當(dāng)卡賓型的金屬Ru絡(luò)合物與1,6-烯炔反應(yīng)時,一般情況下則通過復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的1,3-二烯類環(huán)狀產(chǎn)物(也稱為復(fù)分解產(chǎn)物),這種反應(yīng)通常包含2種機(jī)理.如圖4所示,當(dāng)卡賓釕絡(luò)合物與1,6-烯炔的C≡C首先結(jié)合時,稱為Yne-then-ene型機(jī)理.在這種反應(yīng)機(jī)理中,Ru配合物與C≡C通過復(fù)分解反應(yīng)形成環(huán)丁烯釕中間體;然后通過分子內(nèi)重排反應(yīng)分別產(chǎn)生2種乙烯基卡賓釕中間體;最后再通過卡賓釕中間體與獨(dú)立的C=C的復(fù)分解反應(yīng)釋放出對應(yīng)的五/六元復(fù)分解產(chǎn)物,與此同時產(chǎn)生金屬Ru活性中間體.然而,針對Ru催化1,6-烯炔的復(fù)分解反應(yīng)的影響因素目前并未明確,因為動力學(xué)研究表明卡賓釕也可以與1,6-烯炔的C=C首先結(jié)合,通過Ene-then-yne的路線合成出類似的五/六元復(fù)分解產(chǎn)物,如圖5所示[8].
2 ?Ru催化1,6-烯炔環(huán)化反應(yīng)
根據(jù)Ru催化1,6-烯炔環(huán)化反應(yīng)中反應(yīng)原料的多樣性,可以將其分為單分子環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)和雙分子環(huán)化反應(yīng).
2.1 單分子環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)
1995年,TROST等[9]首次發(fā)現(xiàn)了金屬Ru絡(luò)合物可以催化1,6-烯炔的Alder-ene環(huán)異構(gòu)化反應(yīng),如圖6所示.在這個反應(yīng)中,TROST采用在空氣不穩(wěn)定的環(huán)戊二烯基三(乙腈)釕(II)六氟磷酸鹽(CpRu(MeCN)3PF6)為催化劑,以丙酮和甲苯作為反應(yīng)溶劑,以O(shè)/N鍵連的1,6-烯炔為反應(yīng)原料,合成了系列重要的環(huán)狀1,4-二烯化合物.值得注意的是,在這個反應(yīng)中,1,6-烯炔烯丙位上取代基的類型和數(shù)目對產(chǎn)物的類型有重要的影響.
2000年,TOSTE等[5]對CpRu(CH3CN)3PF6催化1,6-烯炔環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)制備五元雜環(huán)化合物的反應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的研究.結(jié)果表明:催化劑的用量及反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速率、產(chǎn)率有重要的關(guān)系.例如,當(dāng)烯炔的炔丙位含有OBMP基團(tuán)時,對應(yīng)目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率高達(dá)83%,如圖7所示.這個反應(yīng)在丙酮或N,N-二甲基甲酰胺都有可以順利的進(jìn)行,且對1,7-烯炔也具有良好的兼容性.
2001年,TROST等[10]提出利用Ru催化分子內(nèi)[5+2]環(huán)加成反應(yīng)的策略合成七元環(huán)的方法.采用摩爾分?jǐn)?shù)為10%的CpRu(CH3CN)3PF6為催化劑,可以在30 min之內(nèi)將含有環(huán)丙烷的1,6-烯炔骨架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的雙環(huán)化合物,其產(chǎn)量高達(dá)80%,如圖8所示.此外,研究表明可以通過選擇不同的取代基對產(chǎn)物的相對構(gòu)型進(jìn)行調(diào)節(jié),系統(tǒng)地控制反應(yīng)的區(qū)域選擇性.這種反應(yīng)方法已經(jīng)在天然產(chǎn)物合成中有重要的應(yīng)用.2003年,TROST等[11]發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)對烯丙位含有取代基的1,6-烯炔也有良好的兼容性,這進(jìn)一步拓寬了Ru催化1,6-烯炔的底物范圍.結(jié)果表明底物中取代基的類型和位置對環(huán)丙烷結(jié)構(gòu)的鍵裂解方向有一定影響.因此可以通過調(diào)節(jié)取代基的策略來控制環(huán)加成過程的非對映選擇性.該反應(yīng)涉及3個C-C鍵的形成和2個C-C鍵的裂解,這進(jìn)一步驗證了Ru催化的分子內(nèi)[5+2]環(huán)加成反應(yīng)的機(jī)理.首先金屬Ru活性中間體與烯炔的不飽和鍵進(jìn)行配位,形成釕環(huán)戊烯中間體,然后通過環(huán)丙烷的插入反應(yīng)形成了環(huán)辛烯釕中間體;最后通過還原消除反應(yīng)生成對應(yīng)的七元環(huán)產(chǎn)物.
2010年,TROST等[12]發(fā)現(xiàn)摩爾分?jǐn)?shù)為5%的CpRu(MeCN)3PF6可以將物質(zhì)的量濃度為0.1 mol·L-1的戊烯基烯炔轉(zhuǎn)化為5,5-稠環(huán)化合物.這個反應(yīng)的優(yōu)點在于反應(yīng)時間短(23 ℃下反應(yīng)3 h)、產(chǎn)率和選擇性高等.如圖9所示,當(dāng)取代基R為叔丁基二甲基硅氧基(OTBS)時,產(chǎn)率高達(dá)85%,非對映體過量(dr)大于19/1.當(dāng)取代基為酯基時,這個反應(yīng)依然具有良好的非對映選擇性.
基于以上研究成果,TROST等[12]在類似的反應(yīng)條件下也實現(xiàn)了從1,7-烯炔到氫化萘化合物的轉(zhuǎn)化,如圖10所示.在這個研究工作中,發(fā)現(xiàn)這種雙環(huán)化反應(yīng)對各種官能團(tuán)的兼容性均較好,包括醛、酰胺和羧酸.盡管對含有伯醇結(jié)構(gòu)底物的反應(yīng)性相對較差,但可以通過增加催化劑負(fù)載量、延長反應(yīng)時間和升高溫度的策略提高對應(yīng)化合物的產(chǎn)率.此外,當(dāng)炔烴末端含有大位阻取代基時,例如TMS,反應(yīng)在常規(guī)優(yōu)化條件下較難進(jìn)行,這表明取代基空間位阻對反應(yīng)有一定的影響.
與此同時,TROST等[12]發(fā)現(xiàn)也可以利用基于環(huán)庚烯的烯炔在丙酮中合成一系列含有六元環(huán)和七元環(huán)的環(huán)狀化合物,如圖11所示.這個反應(yīng)也對各種官能團(tuán)有較好的耐受性,例如含有酯(99%產(chǎn)率)、醛(87%產(chǎn)率)和酰胺(99%產(chǎn)率)等.但是當(dāng)烯炔底物中含有氰基時,雙環(huán)化反應(yīng)無法順利進(jìn)行,因為氰基可以導(dǎo)致催化劑失活.
同年,TROST等[13]報道了利用Ru催化烯炔醇合成雙環(huán)[3.1.0]庚烷酮類化合物的環(huán)異構(gòu)化反應(yīng),如圖12所示.與經(jīng)典反應(yīng)機(jī)理不同,烯炔醇首先通過炔丙醇的氧化過程產(chǎn)生含有羰基的卡賓釕中間體,然后卡賓釕中間體與C=C通過[2+2]環(huán)加成/金屬消除的策略釋放出相對應(yīng)的雙環(huán)[3.1.0]庚烷酮產(chǎn)物.在這個反應(yīng)中,添加劑三氟甲磺酸銦(In(OTf)3)、樟腦磺酸(CSA),及反應(yīng)體系的濃度對提高反應(yīng)產(chǎn)率有重要的促進(jìn)作用.此外,底物的拓展研究表明這個催化過程對1,7-烯炔也有良好的實用性.
2017年,TROST等[14]在以前的研究基礎(chǔ)上開發(fā)了一種新型的帶有鹵素轉(zhuǎn)移的環(huán)異構(gòu)化反應(yīng),如圖13所示.該反應(yīng)對且對各種官能團(tuán)也有很好的兼容性.通過對反應(yīng)溶劑的優(yōu)化和仔細(xì)篩選,發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用0.5 mol·L-1的四氫呋喃(THF)溶液為反應(yīng)體系,以摩爾分?jǐn)?shù)為5%的CpRu(MeCN)3PF6作為催化劑,在50 ℃下反應(yīng)18 h時,反應(yīng)產(chǎn)率高、選擇性好.對1,6-鹵代烯炔的底物拓展實驗表明端炔位含有甲基時,對應(yīng)目標(biāo)產(chǎn)物具有較高的立體選擇性和產(chǎn)率;其次,利用甲硅烷基醚取代的烯炔也可以高效合成相應(yīng)的產(chǎn)物,表明空間位阻對反應(yīng)的影響較小.然而,當(dāng)炔烴末端位置含有芳香取代基時,對應(yīng)目標(biāo)化合物的順反(Z/E)選擇性較差,并且這些反應(yīng)也需要較高的反應(yīng)溫度來實現(xiàn)底物的完全轉(zhuǎn)化.值得注意的是烯炔中雙鍵的構(gòu)型對反應(yīng)沒有明顯的影響.
1994年,CHATANI等[7]利用[RuCl2(CO)3]2為路易斯酸催化劑,實現(xiàn)了從1,6-烯炔到其復(fù)分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化,如圖14所示.控制實驗表明這個反應(yīng)是通過C≡C活化機(jī)理來實現(xiàn).在這個反應(yīng)體系中,一定壓力的一氧化碳(CO)氣體不僅有利于提高反應(yīng)產(chǎn)率,而且也能夠縮短反應(yīng)時間.但是這個方法的局限性在于只對C原子鍵連的烯炔具有良好的兼容性,制備出對應(yīng)的復(fù)分解產(chǎn)物.此外,如果烯炔的C≡C與吸電子基團(tuán)相連時,則得到2種1,3-二烯類化合物,這些實驗數(shù)據(jù)表明烯炔的環(huán)化反應(yīng)中存在碳碳骨架的重排路線.
2019年,LIU等[15]發(fā)現(xiàn)當(dāng)烯炔的鍵連基團(tuán)為對甲苯磺酰胺基(NTs)時,在類似的反應(yīng)條件下可以制備一系列重要的雙環(huán)[4.1.0]庚烯類化合物,最高產(chǎn)物產(chǎn)率可達(dá)92%,如圖15所示.研究表明烯炔的鍵連基團(tuán)對產(chǎn)物類型有決定性作用,其原因可能是雜原子能夠穩(wěn)定卡賓釕中間體.此外,當(dāng)1,6-烯炔的鍵連基團(tuán)為胺時,環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)無法正常進(jìn)行,這是因為氮(N)原子可以與金屬Ru發(fā)生配位,從而影響Ru絡(luò)合物的催化活性.
在眾多的復(fù)分解反應(yīng)中,近年來烯炔的復(fù)分解反應(yīng)逐漸引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注.這種反應(yīng)的優(yōu)點在于它可以使C≡C和C=C同時參與到復(fù)分解反應(yīng)中,從而一步制備出具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的化合物.1994年,KINOSHITA等[16]發(fā)現(xiàn)卡賓釕絡(luò)合物可以促使1,6-烯炔向?qū)?yīng)復(fù)分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化,如圖16所示.但是這種卡賓釕催化劑對官能團(tuán)的兼容性較差,無法催化帶有其他功能基團(tuán)的1,6-烯炔底物.
近年來,YANG等[17]成功地利用第一代Grubbs催化劑通過1,6-烯炔的復(fù)分解反應(yīng)實現(xiàn)了含有吡咯環(huán)1,3-二烯類化合物的合成,如圖17所示.ZHANG等[18]利用第二代Grubbs催化劑,采用1,6-烯炔的復(fù)分解反應(yīng)合成了含有二烯結(jié)構(gòu)的6-8元雜環(huán)化合物.FENG等[19]利用第二代Grubbs催化劑和乙烯、二苯乙炔和二甲基乙炔二羥酸鹽合成了系列取代的苯衍生物.ANNE等[20]發(fā)現(xiàn)在氮?dú)猸h(huán)境中第二代Grubbs催化劑然對烯炔的環(huán)化復(fù)分解反應(yīng)有極高的活性,對應(yīng)二烯化合物的產(chǎn)率高達(dá)99%,如圖18所示.2012年,YUAN等[21]利用烯二炔和第一代Gubbs催化劑,在溫和的反應(yīng)條件下一步、高效地構(gòu)筑了含有雙五元雜環(huán)的三烯類化合物,如圖19所示.
2.2 雙分子環(huán)化反應(yīng)
相對于烯炔的分子內(nèi)反應(yīng),針對Ru催化烯炔分子間環(huán)化反應(yīng)的研究相對較少.2005年,F(xiàn)ALLER等[22]報道了Ru催化1,6-烯炔與水的環(huán)化反應(yīng),合成了系列羥基取代的五元環(huán)化合物.研究表明反應(yīng)體系的濃度對目標(biāo)化合物的產(chǎn)率有非常重要的影響,如圖20所示,當(dāng)烯炔物質(zhì)的量的濃度為0.030 mol·L-1時,對應(yīng)雙分子偶聯(lián)產(chǎn)物的產(chǎn)率高達(dá)82%,此時只有4%的環(huán)異構(gòu)化產(chǎn)物生成.然而,降低反應(yīng)物的物質(zhì)的量濃度(0.020 mol·L-1)可以導(dǎo)致催化劑的部分分解,且環(huán)異構(gòu)化產(chǎn)物急劇上升.當(dāng)反應(yīng)物物質(zhì)的量濃度為0.005 mol·L-1時,只有少量的交叉偶聯(lián)產(chǎn)物生成.此外,體系中水的含量也對催化劑的分解有一定的促進(jìn)作用.
SAITO等[23]在研究第三代Grubbs催化劑對烯炔的復(fù)分解反應(yīng)過程中發(fā)現(xiàn)乙烯分子可以與1,6-烯炔發(fā)生分子間交叉偶聯(lián)反應(yīng),生成相對應(yīng)的二烯類化合物(產(chǎn)率為12%),如圖21所示.機(jī)理研究表明復(fù)分解反應(yīng)過程中可能存在少量的環(huán)戊烯釕中間體,乙烯分子對環(huán)戊烯釕中間體的插入反應(yīng)有助于鏈狀二烯類化合物的形成.這個反應(yīng)進(jìn)一步證明了乙烯分子對烯炔復(fù)分解反應(yīng)的影響.然而,當(dāng)采用富電子的氯(五甲基環(huán)戊二烯基)(環(huán)辛二烯)釕(Cp*Ru(cod)Cl)為催化劑時,對應(yīng)交叉偶聯(lián)的產(chǎn)物產(chǎn)率可高達(dá)82%.
2014年,GARCIA-RUBIN等[24]利用Cp*Ru(cod)Cl為催化劑實現(xiàn)了1,5-烯炔的自身[2+2+2]環(huán)加成反應(yīng),合成系列重要的并環(huán)化合物,如圖22所示.重氫標(biāo)記實驗和控制實驗表明反應(yīng)過程中環(huán)戊烯釕中間體的形成對烯炔C≡C插入反應(yīng)的取向有一定的影響.此外,這個反應(yīng)也可以擴(kuò)展到1,5-烯炔與其他類型炔烴的[2+2+2]環(huán)加成反應(yīng).
2016年,LIU等[25]報道了利用烯炔與炔烴的分子間交叉偶聯(lián)反應(yīng)制備系列含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的1,5-烯炔類化合物的反應(yīng),如圖23所示.在這個催化體系中,1,6-烯炔既可以進(jìn)行分子間的交叉偶聯(lián)反應(yīng),也可以通過自身二聚反應(yīng)合成相應(yīng)的目標(biāo)化合物.機(jī)理研究表明空間位阻對這個反應(yīng)有較大的影響,當(dāng)1,6-烯炔的炔丙位不含有偕二甲基時,烯炔本身容易發(fā)生自身[2+2+2]環(huán)加成反應(yīng).只有當(dāng)烯丙位的氫原子全部被甲基取代時,炔烴中C≡C對環(huán)戊烯釕中間體的插入反應(yīng)受阻,烯炔自身的[2+2+2]環(huán)加成則無法順利進(jìn)行,反應(yīng)將朝著分子間交叉復(fù)分解反應(yīng)的方向進(jìn)行,制備出相應(yīng)的1,5-烯炔類化合物.這個反應(yīng)對不同官能團(tuán)有良好的兼容性,例如吡啶、TMS和鹵素等.
2017年,LIU等[26]利用Cp*Ru(cod)Cl為催化劑,成功地實現(xiàn)了1,6-烯炔與炔烴的分子間[2+2+2]環(huán)加成反應(yīng),如圖24所示.底物拓展實驗表明系列含有各種官能團(tuán)的炔烴都能很好地進(jìn)行[2+2+2]環(huán)加成反應(yīng),甚至包括未保護(hù)的羥基等.當(dāng)采用非對稱的炔烴為反應(yīng)原料時,通常情況下得到的是混合物.然而,如果非對稱炔烴中含有羥基或氨基,則得到具有單一構(gòu)型的[2+2+2]環(huán)加成產(chǎn)物.這是由于中間體環(huán)戊烯釕中存在交叉配體效應(yīng),這對反應(yīng)的選擇性有重要的影響.
3 ?結(jié) ?論
本文從反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)產(chǎn)物的多樣性方面簡要綜述了金屬Ru催化1,6-烯炔的環(huán)化反應(yīng),介紹了系列合成五/六元環(huán)狀化合物的方法.這些方法不僅有官能團(tuán)兼容性良好、反應(yīng)條件溫和,及原子經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點,而且操作簡單且易放大.目前這些方法已經(jīng)在有機(jī)合成,尤其是天然產(chǎn)物合成中有重要的應(yīng)用.可以預(yù)測的是隨著有機(jī)合成化學(xué)的不斷發(fā)展,不僅越來越多的烯炔的環(huán)化反應(yīng)將會被應(yīng)用到有機(jī)合成中,而且許多烯炔環(huán)化的新型反應(yīng)將會被開發(fā)出來.對利用Ru催化烯炔環(huán)化反應(yīng)構(gòu)建具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物的研究在未來還會不斷深入.
參考文獻(xiàn):
[1] TROST B M,LAUTENS M.Cyclization via isomerization: a palladium(2+)-catalyzed carbocyclization of 1,6-enynes to 1,3- and 1,4-dienes [J].Journal of the American Chemical Society,1985,107(6):1781-1783.
[2] TROST B M,DIRAT O,GUNZNER J L.Callipeltoside A:assignment of absolute and relative configuration by total synthesis [J].Angewandte Chemie International Edition,2002,41(5):841-843.
[3] AUBERT C,BUISINE O,MALACRIA M.The Behavior of 1,n-enynes in the presence of transition metals [J].Chemical Reviews,2002,102(3):813-834.
[4] VILLAR H,F(xiàn)RINGS M,BOLM C.Ring closing enyne metathesis:a powerful tool for the synthesis of heterocycles [J].Chemical Society Reviews,2007,36(1):55-66.
[5] TROST B M,TOSTE F D.Ruthenium-catalyzed cycloisomerizations of 1,6-and 1,7-enynes [J].Journal of the American Chemical Society,2000,122(4):714-715.
[6] TROST B M,TOSTE F D.Mechanistic dichotomy in CpRu(CH3CN)3PF6 catalyzed enyne cycloisomerizations [J].Journal of the American Chemical Society,2002,124(18):5025-5036.
[7] CHATANI N,MORIMOTO T,MUTO T,et al.Highly selective skeletal reorganization of 1,6-and 1,7-enynes to 1-vinylcycloalkenes catalyzed by [RuCl2(CO)3]2 [J].Journal of the American Chemical Society,1994,116(13):6049-6050.
[8] HU Y,BAI M,YANG Y,et al.Metal-catalyzed enyne cycloisomerization in natural product total synthesis [J].Organic Chemistry Frontiers,2017,4(11):2256-2275.
[9] TROST B M,INDOLESE A F,MUELLER T J,et al.A Ru catalyzed addition of alkenes to alkynes [J].Journal of the American Chemical Society,1995,117(2):615-623.
[10] TROST B M,SHEN H C.Constructing tricyclic compounds containing a seven-membered ring by ruthenium-catalyzed intramolecular [5+2] cycloaddition [J].Angewandte Chemie International Edition,2001,40(12):2313-2316.
[11] TROST B M,SHEN H C,SCHULZ T,et al.On the diastereoselectivity of Ru-catalyzed [5+2] cycloadditions [J].Organic Letters,2003,5(22):4149-4151.
[12] TROST B M,GUTIERREZ A C,F(xiàn)ERREIRA E M.Differential reactivities of enyne substrates in ruthenium-and palladium-catalyzed cycloisomerizations [J].Journal of the American Chemical Society,2010,132(26):9206-9218.
[13] TROST B M,BREDER A,OKEEFE B M,et al.Propargyl alcohols as β-oxocarbenoid precursors for the ruthenium-catalyzed cyclopropanation of unactivated olefins by redox isomerization [J].Journal of the American Chemical Society,2011,133(13):4766-4769.
[14] TROST B M,KALNMALS C A,Stereoselective synthesis of exocyclic tetrasubstituted vinyl halides via Ru-catalyzed halotropic cycloisomerization of 1,6-haloenynes [J].Organic Letters,2017,19(9):2346-2349.
[15] LIU R,YANG D,CHANG F,et al.An electrophilic ruthenium complex that enables the cycloisomerization of 1,6-enynes to access azabicyclo [4.1.0] heptenes [J].Asian Journal Organic Chemistry,2019,8(11):2011-2016.
[16] KINOSHITA A,MORI M.Ruthenium catalyzed enyne metathesis [J].Synlett,1994,12:1020-1022.
[17] YANG Q,ALPER H,XIAO W J.Efficient method for the synthesis of chiral pyrrolidine derivatives via ring-closing enyne metathesis reaction [J].Organic Letters,2007,9(5):769-771.
[18] ZHANG L L,ZHANG W Z,REN X,et al.Synthesis of oxacyclic dienes via ring-closing enyne metathesis:difference in construction of eight-membered rings [J].Tetrahedron Letters,2012,53(26):3389-3392.
[19] FENG C,WANG X,WANG B Q,et al.One stone two birds:construction of polysubstituted benzenes from the same starting material and precatalyst by switching the active sites of catalyst with different additives [J].Chemical Communications,2012,48(3):356-358.
[20] GROTEVENDTAG D,LUMMISS J A M,MASTRONARDI M L,et al.Ethylene-promoted versus ethylene-free enyne metathesis [J].Journal of the American Chemical Society,2011,133(40):15918-15921.
[21] YUAN W,WEI Y,SHI M.Ruthenium-catalyzed intramolecular [2+2+2] cycloaddition and tandem cross-metathesis of triynes and enediynes [J].Chemistry Open,2013,2(2):63-68.
[22] FALLER J W,F(xiàn)ONTAINE P P.Ruthenium catalyzed enyne cycloisomerizations and hydroxycyclizations with skeletal rearrangement [J].Journal Organometallic Chemistry,2006,691(9):1912-1918.
[23] SAITO N,TANAKA D,MORI M,et al.Ruthenium-catalyzed cyclizations of enynes via a ruthenacyclopentene intermediate:development of three novel cyclizations controlled by a substituent on alkyne of enyne [J].The Chemical Record,2011,11(4):186-198.
[24] GARCIA-RUBIN S,GONZALEZ-RODRIGUEZ C,GARCIA-YEBRA C,et al.Dihydrobiphenylenes through ruthenium-catalyzed [2+2+2] cycloadditions of ortho-alkenylarylacetylenes with alkynes [J].Angewandte Chemie International Edition,2014,53(7):1841-1844.
[25] LIU R,NI Z,GIORDANO L,et al.Ruthenium-catalyzed hydroalkynylative cyclization of 1,6-enynes induced by substituent effects [J].Organic Letters,2016,18(16):4040-4043.
[26] LIU R,GIORDANO L,TENAGLIA A.Ruthenium-catalyzed [2+2+2] cycloaddition of 1,6-enynes and unactivated alkynes:access to ring-fused cyclohexadienes [J].Chemistry:An Asian Journal,2017,12(17):2245-2257.
(責(zé)任編輯:郁 ?慧,顧浩然)