芳基乙腈是一個(gè)重要的藥物合成中間體,在一些藥物分子如阿那曲唑 (Anastrozole) 中也是一個(gè)很重要的活性基團(tuán)。傳統(tǒng)合成方法一般是由芐鹵與金屬氰化物取代反應(yīng)、酰胺脫水反應(yīng)或傅克烷基化反應(yīng)以及偶聯(lián)反應(yīng)等等。 2003年,J. F. Hartwig (Acc. Chem. Res. 2003, 36, 234-245)和J. G. Verkade (J. Org. Chem. 2003, 68, 8003-8007)團(tuán)隊(duì)在鈀催化條件下用芳基氯代物(或溴代物)與氰基乙酸乙酯反應(yīng)在來制備相應(yīng)的芳基乙腈,由于反應(yīng)中需要加入強(qiáng)堿(K/NaHMDS),對(duì)于耐受性較差官能團(tuán)的底物會(huì)受到較大限制。另外對(duì)于伯氰基衍生物參與的反應(yīng),很難得到單芳基化合物。
2011年,Lei Liu團(tuán)隊(duì)(Angew.Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4470-4474)和Juraj Velcicky團(tuán)隊(duì)(J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6948-6951)幾乎同時(shí)報(bào)道不同策略合成了芳基乙腈衍生物;前者是利用氰基乙酸鹽作為原料與芳基鹵代物反應(yīng),后者是利用Pd催化的串聯(lián)Suzuki反應(yīng)以及異惡唑官能團(tuán)的碎片化一鍋法將芳香鹵化物轉(zhuǎn)化為芳基乙腈。該系列反應(yīng)不需要強(qiáng)堿的參與,反應(yīng)條件溫和,對(duì)官能團(tuán)的容忍性較高,收率較好,應(yīng)用廣泛。
下面列舉一系列氰基乙酸鹽與芳鹵的反應(yīng):
圖1:氰基乙酸鈉與芳基鹵代物反應(yīng)(Lei Liu團(tuán)隊(duì))
圖2:α-烷基單取代的氰基乙酸鈉與芳基鹵代物反應(yīng)(Lei Liu團(tuán)隊(duì))
圖3:α-烷基雙取代的氰基乙酸鈉與芳基鹵代物反應(yīng)(Lei Liu團(tuán)隊(duì))
圖4:氰基乙酸鈉及其衍生物與芳基甲磺酸酯反應(yīng)(Lei Liu團(tuán)隊(duì))
尤其需要指出的是Lei Liu團(tuán)隊(duì)利用丙二酸單酯的鉀鹽與芳鹵反應(yīng),在同樣條件下制備了相應(yīng)的芳基乙酸酯類衍生物。
圖5:丙二酸單酯鉀鹽與芳基氯代物 反應(yīng)(Lei Liu團(tuán)隊(duì))
圖6:Pd催化的串聯(lián)Suzuki反應(yīng)以及異惡唑官能團(tuán)的碎片化一鍋法將芳香鹵化物轉(zhuǎn)化為芳基乙腈(Juraj Velcicky團(tuán)隊(duì))
知識(shí)延伸
除了以上提到的新方法,我們還可以利用其他一些金屬試劑的鈀催化偶聯(lián)反應(yīng)制備芳基乙腈或芳基乙酸酯,如與鋅試劑反應(yīng)的Negishi 反應(yīng),與錫試劑反應(yīng)的Stille 反應(yīng),與硅試劑反應(yīng)的Hiyama 反應(yīng)等。
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