近日，我校化學(xué)院施敏教授在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志上發(fā)表了題為《Rhodium(II)-catalyzed intramolecular annulation of 1-sulfonyl-1,2,3-triazoles: facile synthesis of N-bridgehead azepine skeletons》(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5142-5146; http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201400881/abstract)以及《RhII-catalyzed intramolecular cycloisomerizations of methylenecyclopropanes with N-sulfonyl 1,2,3-triazoles》(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI: 10.1002/anie.201402803; http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201402803/abstract)兩篇工作。
點(diǎn)擊化學(xué)(Click Chemistry)是由化學(xué)家K. B. Sharpless等在2001年引入的一個(gè)合成概念，主旨是通過小單元的拼接，來快速可靠地完成形形色色分子的化學(xué)合成。其概念不僅在化學(xué)合成領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用，在藥物開發(fā)和生物醫(yī)用材料等諸多領(lǐng)域中，它已經(jīng)成為目前最為有用和吸引人的合成理念之一。磺酰疊氮與末端炔烴在銅(I)的催化下通過典型的點(diǎn)擊化學(xué)(Husigen環(huán)加成反應(yīng))所得到N-磺酰三氮唑在Rh(II)的參與下可以得到磺酰亞胺穩(wěn)定的金屬銠卡賓，其多樣化的反應(yīng)性能可以簡單而高效地構(gòu)建多種天然產(chǎn)物和具有生物活性的分子，因而受到廣泛關(guān)注。
Azepine骨架廣泛存在于具有生物活性的分子和重要的藥物中(Figure 1)，相對于五元環(huán)和六元環(huán)的合成，七元環(huán)azepine骨架的合成往往具有較大的挑戰(zhàn)性，探索其合成新方法一直是合成化學(xué)家的工作目標(biāo)。
Figure 1. Selected examples of naturally occurring compounds and drugs containing N-bridgehead azepine unit
施敏教授課題組在所發(fā)展的金催化的炔丙醇酯環(huán)化反應(yīng)(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 2583-2587)、1,1-雙吲哚-5-己炔的分子內(nèi)環(huán)化(Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6767-6771)等反應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過銅(I)催化的疊氮-炔的點(diǎn)擊化學(xué)環(huán)加成，成功地合成了三氮唑底物。該底物在Rh(II)催化作用下，能夠發(fā)生分子內(nèi)的環(huán)化反應(yīng)，高效地構(gòu)建具有azepine骨架的分子。反應(yīng)具有良好的底物適用性，吡咯、吲哚、碳連接、氧連接、氮連接的底物均能以中等到良好的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物。并且產(chǎn)物能夠進(jìn)一步發(fā)生關(guān)環(huán)，生成多并環(huán)的吲哚分子(Scheme 1)。該工作第一作者為化學(xué)院博士生楊金明同學(xué)。
Scheme 1. Rhodium(II)-catalyzed intramolecular annulation of 1-sulfonyl-1,2,3-triazoles: facile synthesis of N-bridgehead azepine skeletons
此外，施敏教授課題組在所發(fā)展的小環(huán)張力分子在路易斯酸以及金催化下的開環(huán)/關(guān)環(huán)串聯(lián)反應(yīng)體系(Acc. Chem. Res. 2012, 45, 641-652; Acc. Chem. Res. 2014, 47, 913-924)的基礎(chǔ)上，通過銅(I)催化的疊氮-炔的點(diǎn)擊化學(xué)環(huán)加成，成功地合成了多種三氮唑取代的亞甲基環(huán)丙烷底物。該底物在Rh(II)催化作用下，能夠發(fā)生串聯(lián)的脫氮，環(huán)異構(gòu)化和雜Diels-Alder反應(yīng)，一步高效地構(gòu)建多環(huán)含氮雜環(huán)化合物。該反應(yīng)具有良好的底物適用性，同時(shí)也展現(xiàn)了Rh(II)催化下不同骨架的亞甲基環(huán)丙烷(MCPs)與三氮唑的反應(yīng)多樣性。所得產(chǎn)物能夠發(fā)生多種類型的轉(zhuǎn)化得到幾類diazabicyclo[3.2.1]octane衍生物，特別是所得的3,8-diazabicyclo[3.2.1]octane衍生物與鎮(zhèn)痛藥azaprocin具有相同的雙氮橋環(huán)骨架(Scheme 2)。該工作由化學(xué)院陳凱同學(xué)主要完成，朱子忠，張永生，胡旭波，金義濤同學(xué)協(xié)助完成。
Scheme 2. RhII-catalyzed intramolecular cycloisomerizations of methylenecyclopropanes with N-sulfonyl 1,2,3-triazoles
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