《The Journal of Organic Chemistry》：Gold-Catalyzed Reactions between 2?Alkenyl-1-arylalkynes and Nitrones via 1,2-C,N-Difunctionalizations Together with the CC Double Bond Cleavage
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本研究报道了一种金催化的新型反应，通过2-烯基-1-芳基炔烃与氮氧杂环丙烷的1,2-C,N-双官能团化反应，实现了C=C双键的断裂，合成了具有(3Z,4Z)-构型的高取代4-氨基-3-(亚氨基甲基)丁-3-烯-2-酮衍生物。该研究利用JohnPhosAuCl/AgSbF6催化体系，在湿1,2-二氯乙烷中高效构建复杂分子结构，并通过控制实验和GC-MS分析揭示了反应机理，为金催化反应提供了新策略。
在有机合成化学领域，金催化反应因其独特的反应活性和选择性，已成为构建复杂分子结构的重要工具。特别是金催化的炔烃转化反应，能够通过氧化过程生成高反应活性的α-氧代金卡宾中间体，为合成多种环状和非环状分子提供了有效途径。然而，传统的金催化反应通常局限于特定的官能团转化，对于同时实现多官能团引入和碳碳键断裂的复杂转化仍面临挑战。
近期，台湾国立清华大学的Vikas Ashokrao Sadaphal、Hsin-Ru Wu和Rai-Shung Liu研究团队在《The Journal of Organic Chemistry》上发表了一项创新性研究，他们开发了一种金催化的新型1,2-C,N-双官能团化反应，成功实现了2-烯基-1-芳基炔烃与氮氧杂环丙烷的高效转化，同时伴随着底物分子中C=C双键的断裂。这一突破性工作不仅拓展了金催化反应的应用范围，还为复杂分子的合成提供了新策略。
研究人员采用JohnPhosAuCl/AgSbF6作为催化体系，在湿1,2-二氯乙烷溶剂中，实现了(3-甲基丁-3-烯-1-炔-1-基)苯(1a)与氮氧杂环丙烷(2a)的高效反应，以64%的收率获得了具有(3Z,4Z)-立体选择性的目标产物3a。该反应条件温和，底物适用范围广，为合成高度官能团化的丁烯酮衍生物提供了新方法。
关键技术方法包括金催化反应优化、X射线单晶衍射分析、气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析、核磁共振(NMR)表征以及柱层析纯化技术。研究人员通过系统筛选不同配体和银盐，确定了最优反应条件，并利用多种分析手段对产物结构进行了充分表征。
结果与讨论
反应条件优化
研究人员首先对反应条件进行了系统优化。以(3-甲基丁-3-烯-1-炔-1-基)苯1a和氮氧杂环丙烷2a为模型底物，考察了不同金催化剂、配体、银盐和溶剂对反应的影响。结果表明，JohnPhosAuCl/AgSbF6在湿1,2-二氯乙烷中于80°C反应17小时，能够以64%的收率获得目标产物3a，并表现出优异的(3Z,4Z)-立体选择性。控制实验证实，水分对反应至关重要，在无水条件下收率显著下降。
底物适用范围研究
在最优条件下，研究人员考察了反应的底物适用范围。对于含有不同对位和间位取代基的2-烯基-1-芳基炔烃底物(1b-1g)，反应均能顺利进行，以57-70%的收率获得相应产物(3b-3g)。电子给体取代基如甲基和甲氧基通常能获得较高收率。此外，2-萘基取代的烯炔底物1h也能以65%的收率转化为目标产物3h。
氮氧杂环丙烷底物拓展
研究还考察了不同氮氧杂环丙烷底物的反应性。含有对位和间位取代苯基的氮氧杂环丙烷(2b-2e)均能顺利参与反应，以55-64%的收率获得相应产物(4a-4d)。值得注意的是，含有吸电子氯取代基的底物通常能获得较高收率。含有对位和间位取代苯胺的氮氧杂环丙烷(2f-2k)也能有效转化，以57-67%的收率获得目标产物(4e-4j)。
克级规模合成与产物衍生化
为了证明反应的实用性，研究人员进行了克级规模合成，以61%的收率获得了1.78克产物3a，证明了该方法的可放大性。此外，还对代表性产物3a进行了多种化学转化，包括氢化还原、锂铝氢还原和N-甲基化反应，成功合成了多种衍生化合物(6a-6c)，展示了产物在有机合成中的广泛应用潜力。
机理研究
通过控制实验和GC-MS分析，研究人员提出了合理的反应机理。反应起始于氮氧杂环丙烷水解生成的苯甲醛和N-苯基羟胺，后者对金激活的炔烃进行亲核进攻，形成乙烯基金中间体A。随后与一分子氮氧杂环丙烷反应，经过金配体的σ-π-σ迁移、分子内环化、N-O键断裂等步骤，最终通过逆羰基烷基化过程实现C=C双键断裂，生成目标产物。
结论
该研究开发了一种新颖的金催化1,2-C,N-双官能团化反应，成功实现了2-烯基-1-芳基炔烃与氮氧杂环丙烷的高效转化，同时伴随着C=C双键的断裂。该方法具有条件温和、底物适用范围广、立体选择性好等优点，为合成高度取代的4-氨基-3-(亚氨基甲基)丁-3-烯-2-酮衍生物提供了有效途径。机理研究表明反应涉及金引导的N-苯基羟胺亲核进攻和后续的串联反应过程，为理解金催化反应机制提供了新见解。这项研究不仅拓展了金催化反应的应用范围，也为复杂分子的合成设计提供了新思路。
