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自由基反应已逐渐演变为现代合成有机化学丰富的武器库(图1A)。最近,Leonori和Studer分别报道了一系列关于以氮为中心的自由基生成及其后续合成。在他们的研究中,自由基通过脆性N-O键的β-裂解进行重新定位,被认为是N -自由基生成的关键步骤,而光诱导脱羧则使容易获得的羧酸衍生物成为自由基起始的底物。这种级联过程虽然普遍存在于自由基化学中,但在很大程度上限制了反应模式,现有技术主要集中在均裂解芳香族取代和均裂解烯丙基/炔基转移反应(图1B)。为了进一步扩大这一策略的适用性并丰富这一研究领域的多样性,作者最近通过利用O-乙烯基羟胺衍生物作为N-和C-供体,实现了未激活烯烃的分子碳胺化。这一转化的关键步骤在于α-氨基氧基在N -自由基加成过程中容易发生β-裂解。作者在本文中报道利用RAIF策略实现4-异恶唑啉衍生物的开环功能化(图1C)。
作者首先对反应条件进行了优化,确定了以[Ir(dF(CF3)ppy)2(4,4- dCF3bpy)]PF6作为催化剂时,产物3a收率可以显著提升至82%。
在获得最有反应条件后,作者对反应底物范围进行了研究。发现C-5上各种各样的芳基取代基具有不同的电子性质,无论是缺电子的还是吸电子的,都有很好的耐受性。
基于上述研究成果,作者想知道是否有可能利用新生的以氮为中心的自由基进行进一步的细化,如远程碳氢功能化,而不是相对简单的还原/质子化级联。为此,利用N-自由基通过分子内氢原子转移进行的1,5自由基迁移,建立了无金属自由基加成诱导的原子转移反应,完成串联开环/远程功能化(图4)。
在获得最优反应条件后作者同样对反应底物范围进行了研究。该反应对于不同取代基的底物也均具有不错的反应效果。
除了原子转移反应,迁移的自由基中间体也可以用于其他类型的反应(图6)。例如,以2-苄基甲单腈作为亲核自由基受体,在非优化的光氧化还原条件下,将RAIF方案与Giese反应结合的三组分反应可获得35%的6a收率(eq 1)。此外,当使用Togni的试剂和TMSN3作为自由基前体和叠合源时,分别在铁催化剂下顺利完成三组分远端三氟甲基化叠氮化反应(eq 2)。
接下来作者对反应产物进行了进一步转化,如图七所示,显示了该反应优秀的使用价值。
总之,作者报道了一种前所未有的直接构建α-三氟甲基-β氨基酮衍生物的合成策略。通过进一步利用以氮为中心的自由基中间体的1,5-迁移,进一步推断该反应可实现罕见的开环远程二官能团化,在较高的反应效率下很容易得到密集取代的α-磺酰基/三氟甲基-β-氨基酮衍生物。此外,该反应具有原子经济性高、反应条件温和、底物范围广、区域选择性和立体选择性好等特点,4-异恶唑啉上的C-3取代基很好地控制了新生成碳中心的立体化学。此外,这种策略提供了一种新的N-自由基生成模式,可能用于更复杂的合成转化
DOI:10.1016/j.chempr.2022.05.014
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