常州大学邵莺与苏州大学万小兵研究团队：通过重氮盐与重氮酯化合物原位生成1,3-偶极子构建全取代吡唑

邵莺博士简介

前沿科研成果：通过重氮盐与重氮酯化合物原位生成1,3-偶极子构建全取代吡唑

许多农药、小分子药物和天然产物中都含有吡唑母核，如杀虫剂Pyrolan、氟虫腈、抗炎塞来昔布和镇痛药Novalgin。肼与1,3-二羰基化合物的环化缩合是经典的合成吡唑类化合物的方法，但其区域选择性非常差。最近研究人员发现，使用重氮化合物与炔烃或烯烃化合物发生1,3-偶极环加成构建吡唑化合物显示出较好的区域选择性。然而，在大多数已报道的这些方法中，都没有获得完全取代的吡唑化合物。作者在前人的工作基础上，开发了一种新的通过重氮盐与重氮酯化合物原位产生1,3-偶极子腈亚胺，再与被钴(II)活化的1,3-二羰基化合物环加成得到全取代吡唑的新策略。该方法以廉价的磷酸钴为催化剂且无需额外的添加剂，反应条件温和，操作简便，底物适应性强。

同时，作者进行了一系列的机理验证实验。首先，作者使用15N标记的重氮盐化合物3b’在标准条件下反应，得到了同样是15N标记的吡唑产物4b’，证明了产物中的氮原子来自于重氮盐化合物而不是重氮酯化合物。其次，作者将亚肼类化合物7与重氮酯进行反应，未得到环加成产物，从而排除了亚肼类化合物为中间体的可能性。最后，作者将腈亚胺前体8与1a在标准条件下反应，同样得到了吡唑产物，因而验证了1,3-偶极子腈亚胺的产生。

基于机理验证实验结果，作者提出了一种可能的反应机理：重氮盐化合物3首先对α-重氮酯2发生亲核进攻，得到中间体A，A脱去一分子N2，得到碳正离子中间体B，B经过1,3-H迁移得到更为稳定的中间体C。C脱去一分子氟硼酸，得到1,3-偶极子腈亚胺D，D与被Co(II)活化的1,3-二羰化合物发生1,3-偶极环化加成反应，得到二氢吡唑衍生物E，E脱去一分子H2O，得到最终的吡唑产物4。