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雜雙環(huán)[3,3,1]壬二烯及其衍生物具有多種功能特性如光致變色、氧化還原開(kāi)關(guān)以及手性分子辨識等等,唯文獻中較少報導香豆素稠合三氧雙環(huán)化合物的合成研究。近日,臺灣東海大學(xué)化學(xué)系楊定亞教授所帶領(lǐng)的團隊用4-羥基香豆素(2)和苯甲酰氰(3)為起始物進(jìn)行堿基介導的偶聯(lián)反應產(chǎn)生中間產(chǎn)物4,然后再與吡啶及氯化亞砜作用即可得到香豆素稠合三氧雙環(huán)化合物1a (圖一)。
圖一:香豆素稠合三氧雙環(huán)化合物1a之合成路徑 此反應之機理則藉由交叉(crossover)以及中間產(chǎn)物之捕捉(intermediate- trapping)實(shí)驗得到證實(shí)。如圖二所示,首先是 4-羥基香豆素 (2) 與苯甲酰氰 (3) 偶聯(lián)得到加合物 4。用吡啶和亞硫酰氯與 4 反應可以得到關(guān)鍵中間體 5。醇 4 的原位共軛加至5產(chǎn)生乙烯基醚6,同時(shí)離去一當量的氰化物。 隨后從 6 中排出第二當量的氰化物產(chǎn)生氧鎓離子 7,該氧鎓離子 7 可以進(jìn)行電環(huán)反應以提供氧鎓離子 8。 接著(zhù)透過(guò)將 4-羥基香豆素氧原子攻擊到質(zhì)子化的羰基碳上,最終8 的堿基促進(jìn)分子內環(huán)化得到雙香豆素稠合的三惡二環(huán) 1a。值得一提的是,此三惡雙環(huán)1a的形成是一個(gè)罕見(jiàn)的例子,即由反應混合物產(chǎn)生的原位中間體(5)進(jìn)一步與其前體(4)反應形成穩定的二聚體狀結構。 也許,這可以解釋為什么此反應對取代基效應高度敏感的原因。 圖二:形成三惡雙環(huán) 1a 的可能機理。 盡管此反應的底物范圍僅限于未取代或拉電子取代的4-羥基香豆素和苯甲酰氰衍生物,但通過(guò)將兩分子4-羥基香豆素與兩分子苯甲酰氰縮合構建這些雙香豆素稠合三惡二環(huán)化合物是一個(gè)非常有效率的反應。它涉及消除兩分子氰化氫和一分子水進(jìn)而形成兩個(gè)C-C鍵、三個(gè)C-O鍵及兩個(gè)環(huán)的結構?焖偃〉眠@類(lèi)分子無(wú)疑將有助于未來(lái)對其功能性性質(zhì)之研究。 論文信息 Chemistry of (E)-2-(2,4-Dioxochroman-3-ylidene)-2-phenylacetonitrile: Access to Biscoumarin-Fused Trioxabicycles Ya-Hsu Yang, Dr. Satyanarayana Iddum, Dr. Ding-Yah Yang, Dr. Teau-Jiuan Liou Asian Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ajoc.202200301
