合肥工业大学许华建和戴建军合作通过电化学实现C-O键的连接从而成功构建芳香内酯

芳香内酯是一类重要化合物，在多种天然产物、药物制剂和功能材料等中都是关键部分（Figure 1）。C-H活化策略的发展使得芳香内酯的合成取得了重大进展，其中，2-芳基苯甲酸的C-H官能化/C-O环化为制备该类化合物提供了强有力的手段（Scheme 1A）。这些方法通常在过氧化物或过硫酸盐等氧化剂存在下，使用过渡金属催化剂包括Cu、Ag，芳基碘催化剂和光催化剂进行反应。然而，这些方法的共同特征是需要化学计量的氧化剂（例如[PhCO2]2、AcOOH、PhCO2OtBu、K2S2O8和(NH4)2S2O8），并将导致化学废料的产生。因此，芳香内酯可持续合成的研究就显得非常有必要。

（图片来源：Chem. Eur. J.）

      电化学有机合成是一种环境友好且功能强大的合成工具，可用于许多有用的转化当中，其与过渡金属催化和光氧化介导的方法是互补的。近日，合肥工业大学许华建教授和戴建军副教授合作，在Chem. Eur. J.上报道了利用电化学实现C-O键的连接从而构建芳香内酯的工作（DOI: 10.1002/chem.201801108）。作者认为，2-芳基苯甲酸可以通过脱氢C-O环化得到芳香内酯（Scheme 1B），此方法既没有使用过渡金属催化剂也没有使用其他的氧化剂，具有原子经济性。

（图片来源：Chem. Eur. J.）

      首先，作者分别用石墨和铂作为阳极和阴极，对2-苯基苯甲酸（1a）进行电化学C-O环化（Table 1）。实验中发现，室温下在未分隔电解池中以6 mA（4.0 mA cm-2）恒定电流反应5小时后，反应以91％的产率得到目标产物2a。使用其他支持电解质或溶剂可能会降低反应产率；增加或减少恒定电流后，也会导致产率下降。由于电极材料的性质通常对电化学反应很重要，当用铂或玻璃碳作为阳极代替石墨时，产率只有12％和16％。对照实验显示在没有电流的情况下，并未得到产物。

（图片来源：Chem. Eur. J.）

      在确定最佳反应条件后，作者筛选了能够进行电化学C-O环化反应的2-芳基苯甲酸的范围。如Scheme 2A所示，此种电化学C-O环化方法显示出了良好的官能团耐受性，并且其在非常温和的条件下能够有效制备联芳基内酯（57-93％）。通过实验发现，当芳环含有给电子基团如甲基、甲氧基、间二氧杂环戊烯以及吸电子基团如氰化物、硝基、氟、三氟甲基、酮和三氟甲氧基时，反应耐受性都比较好。值得注意的是，卤代物包括氯化物和溴化物对反应也有很好的耐受性，这为产物实现进一步转化如交叉偶联反应提供了便捷的反应位点。此外，未保护的羟基同样具有良好的耐受性。最后，间位取代的底物也能以良好的产率进行环化，并且具有区域选择性。杂芳环结构广泛存在于药物分子中，并且对生物活性有着至关重要的作用。因此，作者尝试利用电化学C-O环化反应合成含杂环内酯（Scheme 2B）。在恒定电流的电解条件下，作者成功实现了C-O环化产物噻吩、吲哚和二苯并呋喃衍生物的合成。

（图片来源：Chem. Eur. J.）

      为了证明该电化学C-O环化反应在有机合成工业中的实用性，作者进行了更大规模的反应。 如Scheme 3A所示，1a在100克级（505 mmol）规模下反应，无需惰性气体保护，以恒定电流电解55小时后，以93％的产率（92 g）得到了目标产物2a。

（图片来源：Chem. Eur. J.）

结语：

      作者开发了一种基于电化学技术的经由脱氢C-O环化直接合成芳香内酯的有效方法。此种电化学反应可以耐受各种官能团，反应底物适用范围广，并且在温和条件下可扩展至100克级规模。由于很多药物分子中都含有芳杂环结构，这种方法今后可以用于合成有价值的生物活性分子。

原文来自http://www.chembeango.com/news/art?id=20626

看更多新鲜有趣资讯，搜ChemBeanGo！