羰基衍生物α位的芳基化反应及其在天然产物合成中的应用
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【摘 要】本文根据实验结果主要是对钯催化羰基衍生物位的α-芳基化反应的研究做了进一步的简要概括，主要介绍了酮羰基化合物 α-芳基化反应、酰胺类化合物α-芳基化反应和酯类化合物α-芳基化反应的研究结果.还对钯催化酮α-芳基化反应在γ-Lycorane合成中的应用和钯催化酰胺α-芳基化反应Cherylline， Latifin及Physovenine等天然产物合成中的应用也进行了相应的介绍。
【关键词】α-芳基化；天然产物；合成；应用
钯催化酮 α-芳基化反应。
1997年Buchwald小组和 Hartwig小组同时报道了以钯作为催化剂在碱性条件下卤代芳烃和酮反应 可以直接得到α-芳基酮（Eq.1）.同年，Natsume等在四 面体快报上发表了他们的分子内α-芳基化反应的研究结果同样在1997年，Miura等发表在德国应用化学杂志上的一篇文章也提到了类似反应.这些工作 充分说明了这方面工作的重要性.不同的是Buchwald小组研究的是Pd2（dba）3和 BINAP或Tol-BINAP结合体系在碱 肪酮和芳基酮与溴代芳烃的反应情况.Hartwig 小组研究的主要是 Pd2（dba）3 和 DPPF [bis（diphenylphosphino）-ferrocene]或 DTPF [bis（di-o-tolyphosphino）ferrocene]结合体系在碱 NaOBu-t或 KN（SiMe3）2作用下芳基酮化合 物与溴代芳烃反应的情况.Hartwig小组发现，电性不同的溴代芳烃发生α-芳基化反应所需要的碱是不同的，电中性和富电性溴代芳烃要使用KN（SiMe3）2作碱，而贫电性溴代芳烃需要用NaOBu-t作碱.四个小组中以Buchwald小组和Hartwig小组这方 面工作最具代表性和普遍性.另外，这两个小组对反应机理也进行了阐述. 他们认为，在钯催化剂作用下卤代芳烃和酮作用形成α-芳基酮反应可能经历了催化循环机理.1998年，Buchwald小组进一步研究发现，利用 钯催化酮的不对称α-芳基化反应可以制备手性2-甲基-2-芳基-环戊酮.为了防止芳基化反应发生在位阻较小的一边，他们选择苯亚甲基作为保护基，取得了较好的对映选择性结果，ee值可高达98%.但随后他们发现，作为保护基的苯亚甲基很难脱除，这大大限制了其应用性.后来，他们对该反应进行了改进.他们选择2-甲基-5-氮-苯氨基亚甲基作为保护基，因为2-甲基-5-氮-苯氨基亚甲基很容易被组装也很容易脱除.研究发现，大多数情况下都可取得不错的结果.由于钯比较昂贵，降低其使用量也是很重要的.这促使人们去探索活性更高的催化剂.Hartwig小组和Buchwald小组在这一方面均进行了大量的研究.Hart-wig小组发现DBPF，P（Bu-t）3，PCy3都是非常有效的催化 剂配体.使用这些配体络合的催化剂， 溴代芳烃和氯 代芳烃与酮发生偶联反应只需要1～2mol%Pd，而原来需要至少7.5 mol%Pd.1998年，Buchwald小组在研究钯催化胺化反应时发现，胺磷配体11（Scheme 5）不仅对溴代芳烃和氯代芳烃胺化反应有效，而且对于酮的α-芳基化反应也是非常有效的，使用这些配体溴代芳烃就可以在室温下进行反应.后来 Buchwald小组对这一工作进行了系统研究，发现空间位阻较大的富电子磷配体对酮的α-芳基化反应也是非常有效的，特别是配体14，只需要0.1～1.0mol就可以有效催化许多酮和各种溴代芳烃和氯代芳烃的反应。
2.钯催化酰胺的 α-芳基化反应及其在天然产物 合成中的应用
钯催化酰胺α-芳基化反应。
α-芳基酰胺是医学和农业上有潜在应用价值的化合物，α-芳基酰胺的合成是非常有意义的课题之一.1998年，Hartwig小组在酮研究基础上， 研究了钯催化酰胺的α-芳基化反应.研究发现，除了酮外， 酰胺也可发生α-芳基化反应得到α-芳基酰胺化合物.首先，他们研究了N，N-二烷基酰胺分子间的α-芳基 化反应.他们发现，影响该反应的因素很多.底物性质是一个很重要的因素，电中性芳烃一般能够得到不错的收率，富电性芳烃只能得到一般收率，贫电性芳烃很难得到α-芳基化产物.N，N-二甲基乙酰胺是最好的底物，N-甲基丁内酰胺也能得到一般产率的产物，带有侧链的酰胺生成产物的产率很低.此外，该反应与钯源、配体、碱和溶剂等也有关系.Pd2（dba）3较Pd（OAc）2产率高些.配体DPPF和BINAP都是不错的配体，BINAP做配体产率相对高一些.其它配体如DTPF虽然在酮α-芳基化时有效，然而在酰胺α-芳基化时却表现出较差的活性.KHMDS是最有效的酰胺α-芳基化碱，LiTMP 做碱反应收率明显要低些，而NaOBu-t做碱反应很慢，且生成了大量副产物，LDA做碱反而降低了催化体系的活性.四氢呋喃和二氧六环都是合适的溶剂，二氧六环做溶剂反应产率要比四氢呋喃高些.此外，反应浓度和碱 量对该反应也是有影响的，溴代芳烃浓度低有利于反应.为了获得较好的产率，2倍量的碱是需要的.尽管 N，N-二烷基酰胺分子间的α-芳基化范围上存在着某些缺点，但它仍为目前报道的酰胺直接α-芳基化反应中最具有选择性、最普适性的方法.随后，他们又研究了酰胺分子内α-芳基化反应的情况.酰胺分子内α-芳基化反应与分子间α-芳基化反应 有些不同，分子内α-芳基化反应更能忍受底物的电性和立阻的影响.不仅富电性芳烃和贫电性芳烃都能得 到较好的结果，位阻较大的α，α-双取代酰胺也能得到较 好的结果.因此，该方法必将在这些天然产物合成中发挥巨大作用.由于避免了使用强碱，该方法可推广到烷氧基酯的α-芳基化尽管钯催化酯的α-芳基化反应作为一种简单获得α-芳基酯的好方法在天然产物合成中尚未见文献报道，但是该方法已显示出了很好的潜力。
3.结束语
钯催化羰基衍生物α位的芳基化反应已经取得了很大的进展. 然而，笔者认为，作为一种很好的碳碳键形成方法在天然产物合成中的应用还不够.进一步拓展该方法在天然产物合成中的应用非常必要.我们相信，随着有机化学家进一步深入的研究，钯催化羰基衍生物α位的芳基化反应必将在天然产物全合成中发挥更大的作用。 [科]