手性芳杂环怎么用无导向基的方式从烯烃直接生成?这是周建荣团队要解决的难题。以前的不对称Friedel-Crafts烷基化要么得用贵的催化剂,要么得靠分子内的C−H键切断,都不算完美。能不能用便宜的钯,像Wacker反应那样把三个分子凑在一起呢?他们发现确实能行。 第一步就是催化反应的关键,环烯烃、乙酸炔丙酯还有个弱亲核的含氧杂环凑在一起。钯在中间负责串联:先把乙酰氧基和烯烃像Wacker反应那样连上,再让芳杂环亲核进攻,最后生成反式产物。这个过程不用导向基也不用任何共价键连接(看Scheme 1e)。 为了让反应更顺手,他们用乙酸炔丙酯2a、2,3-二氢呋喃和1,2-二甲基吲哚做了个测试。配体方面挑花了眼,只有那个2-呋喃取代的MeO-biphep配体L1能把吲哚的C-3位甲基化得特别好。副产物虽然有一些,但也不多。而且发现PdCl₂(L1)就能直接当催化剂用,还特别稳定。 把底物范围一扩开,发现溶剂和配体得互相搭配才行:像C-2位带甲基的吲哚或者吡咯这种底物,用乙腈溶剂最给力;其他的像呋喃、噻吩或者苯胺这些,就得用极性特别大的碳酸乙烯酯来搞。 特别是那个带2-苯并呋喃取代基的MeO-biphep配体L2,专门对付乙酰氧基带来的副反应,大大提高了主产物的产率。最后这个体系把吲哚、吡咯、呋喃、噻吩还有苯胺都给包圆了,表现出了很强的通用性。 说到底就是靠这几样东西:钯催化剂、L1或L2这样的MeO-biphep配体,还有PdCl₂和甲酸钠。这个方法不依赖导向基也不用共价键连接,把“平淡”的环烯烃变成了“绚丽”的手性芳杂环。以后要是能再把配体和溶剂的条件优化一下,说不定能成为合成手性芳杂环的主流工具呢。