基于DDQ介导的一锅法反应实现简单芳基烷烃的1,2-二溴化高效合成

【字体: 时间:2025年08月09日 来源:European Journal of Organic Chemistry 2.7

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  波兰弗罗茨瓦夫大学团队开发了一种温和条件下DDQ/蓝光(470 nm)/锰卟啉催化体系,实现芳基烷烃链的1,2-二溴化一锅法反应。该方案解决了传统溴化反应条件苛刻、选择性差的问题,为构建C-Br键提供了新策略,未加溴时则特异性氧化苄位C-H键。

  

在有机合成领域,芳基烷烃的定点卤化一直是构建药物中间体的关键步骤。传统方法往往需要强氧化剂或高温条件,导致副反应增多、区域选择性难以控制。特别是1,2-二溴化产物的制备,通常需分步进行且收率较低。这些问题严重制约了含溴化合物在抗肿瘤、抗菌药物开发中的应用。

针对这一挑战,波兰弗罗茨瓦夫大学(University of Wroclaw)的Dominika Elmerych团队在《European Journal of Organic Chemistry》发表创新研究。他们设计了一种将2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)、470 nm蓝光和锰卟啉催化剂协同作用的一锅法反应体系。该方案在室温条件下即可高效实现芳基烷烃链的1,2-二溴化,当反应体系中不添加溴时,则选择性氧化苄位碳氢键(Cbenzylic-H),展现出优异的底物适应性和官能团兼容性。

关键技术包括:1)光催化反应系统(470 nm蓝光激发);2)锰卟啉配合物催化;3)DDQ介导的氧化还原过程;4)一锅法连续转化策略。研究人员通过条件优化发现,当使用四苯基卟啉锰(Mn(TPP)Cl)作为催化剂、乙腈作溶剂时,反应效率最佳。

【反应机理研究】

通过中间体捕获实验和EPR检测,证实反应涉及DDQ与锰催化剂的电子转移过程,蓝光激发促使生成高活性溴自由基,进而实现烷烃链的双溴加成。

【底物拓展实验】

对12种芳基烷烃的测试显示,含吸电子基团的底物产率可达82-95%,而未加溴时苄位氧化产物的选择性>99%。

【应用价值验证】

所得1,2-二溴产物可高效转化为环氧化物和烯烃,为抗真菌药物氟康唑类似物的合成提供了新途径。

该研究突破性地将光催化、金属催化和苯醌化学相结合,建立了条件温和、步骤简化的1,2-二溴化新范式。其重要意义在于:1)解决了传统卤化反应的环境污染问题;2)通过反应条件调控实现产物选择性切换;3)为C-H键官能团化提供了普适性方案。这项工作不仅推动了绿色合成化学发展,更为药物分子结构修饰提供了高效工具。

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