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美国Merck的JACS：双官能团试剂促进吡啶的直接官能团化

来源: X-MOL 2017-08-02 14:49:45

吡啶结构广泛存在于药物分子和天然产物分子中，大部分合成含有吡啶结构分子的方法都依赖于对预官能团化合成砌块的操作，然而不需要预官能团化的方法可以使合成更加线性直接，为复杂分子的后期修饰提供便利。以往发展了两类进行吡啶直接官能团化的方法：第一种是Minisci类型的反应，该方法在酸性和氧化条件下通过自由基途径对吡啶进行加成。虽然该方法得到了广泛的发展，然而官能团修饰主要局限于烷基和酰基。第二种方法是吡啶首先发生氧化转化为吡啶氧化物，随后再进行氧活化和亲核取代。尽管该方法也有较为广泛的应用，然而制备吡啶氧化物后需要进行分离操作，该化合物的极性大、水溶性强，分离纯化十分困难。此外，吡啶在发生氧化的同时，一些官能团不能很好地兼容，如酮会发生Baeyer-Villager氧化，烯烃会发生环氧化等，这些均限制了吡啶的官能团化修饰。发展更加温和的条件进行吡啶官能团化显得十分重要。

最近，美国Merck & Co., Inc.的Patrick S. Fier设计了一种双官能团试剂，该试剂首先对吡啶进行亲电活化，促进亲核试剂对吡啶的加成，接着在碱的作用下，该试剂会充当双电子氧化剂的角色使二氢吡啶重新芳构化。

该试剂制备方便、操作简单，而且两步反应的反应条件比较温和。作者想到在碳和氮的α位修饰离去基团的亚胺可用于促进吡啶的官能团化反应，而廉价易得的α-氯-O-磺酰基醛肟正好满足这些条件。作者首先制备了一系列的α-氯-O-磺酰基醛肟，发现吡啶与这些双官能团试剂反应生成吡啶氯化盐中间体从热力学上讲是不利的。为了克服该困难，作者在体系中添加了化学计量的三氟甲磺酸钠盐，这样可以通过生成氯化钠沉淀促进吡啶三氟甲磺酸盐的生成。从反应结果可以看出，使用活化剂2b得到最高的产率98%。2a和2b生成的吡啶盐结构通过X射线单晶衍射进行表征，从得到的结构来看，OMs和吡啶处于顺式。作者接着对吡啶芳香环的氰基取代反应进行了研究，从结果可以看出，2b作为活化剂，使用氰化钠/碳酸钠可以得到最好的反应结果，以90%的产率得到3a。

有机化学

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