新旧激进方法的综合

自由基!关于他们的一切听起来可怕而极端——很长一段时间确实如此。在自由基化学的早期,高温、紫外光和溶解金属是获得这些通常具有高度活性的中间产物的唯一途径。如今,虽然这些物种在许多可疑的保健品广告中仍然是一个怪物,但它们已经成为现代合成化学家不可或缺的工具。我们可以想象这位激进化学先驱的沮丧心情摩西公司Gomberg早在1901年,他就试图把他们的研究留给自己。

在我读博士期间,我做了一系列教科书上的自由基反应,包括桦木型还原反应、苯基溴化反应,甚至还有一些有机锡化学,直到今天我还能闻到它们的味道。这些都是典型的老派激进反应——也就是说,相当危险,也没有吸引力。然而,在我完成研究生教育后的10年左右的时间里,有机合成中一些最热门的研究领域是那些让我们更容易地生成和利用开壳物种的领域,这是大多数光氧化还原催化的本质。通过现代方法来生成自由基,计算键的强度并解释它们的反应性,我们现在可以利用这些反应性强但可预测的物种来进行强大而独特的化学反应——而不用被汞灯晒伤,也不用漂白所有玻璃器皿上的锡!

最近的一个全面综合,展示了一系列旧的和新的激进方法是全合成上海华东师范大学的Shuanhu Gao和他的同事对去甲虫胺进行了研究。1作为令人敬畏的zoanthamine生物碱之一,这一复杂的靶标已经引起了相当多的关注,但该小组通过巧妙地使用自由基化学来设置C12和C22的四元立体中心,成功地实现了出色的合成。

它总能让我觉得自己像个炼金术士——或者魔术师

我们接收到合成信号时,研究小组正准备将最终的四元立体中心设为C12。自由基化学特别适合于形成通常棘手的全碳四元中心,因为它很容易形成三级自由基,并且不受空间动力学的影响。在这里,最近报道的钴催化氢原子转移(HAT)协议在温和的条件下产生所需的自由基,它迅速加入到相邻的芳烃中,得到一个单一的产物非对映体。接下来是我最喜欢的一个反应——伯奇还原反应,它使芳基环降至正确的烯酮氧化态(图1)。当钠溶解在液态氨中时,墨黑的蓝黑色可能是我们能用肉眼看到未成对电子的最接近的颜色,它总是让我觉得自己像一个炼金术士或魔术师。

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图1。一些旧的,一些新的,一些基本的和一些蓝色的

虽然这个环现在含有目标分子中的酮和烯烃,但它们最初都在错误的位置。补救的第一步是减少双键,但这里的挑战是四取代烯烃是出了名的不反应。此外,经典的氢化方法也有影响syn加入氢,就会得到不需要的独联体十氢化萘环结。在这里,激进化学又一次出现了最近报道的HAT反应,我把它记为“Shenvi”这种独特的转变包括逐步向烯烃添加氢原子,并允许构型灵活的自由基中间体找到其热力学最舒适的位置,选择性地提供所需的物质反式立体化学。

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图2。我不敢相信这不是氢化反应,但它是(有点)

从这里开始,在分子的下半部分还有很多工作要做,但随着复杂的碳环框架的建立,该团队已经为成功做好了准备。