在Cs2CO3促进下，采用gem-Diiodocyclopropanation方法对电子缺乏的烯烃进行反应

《Tetrahedron》：Cs2CO3-Promoted gem-Diiodocyclopropanation of Electron-deficient Alkenes

　　

刘东梅|刘岚钦|支宇杰|侯宏

中国扬州市江海职业技术学院，225101

摘要

我们开发了一种在Cs₂CO₃促进下的电子缺乏型烯烃的gem-二碘环丙烷化反应，该方法能够以良好的至优异的产率获得各种1,1,2,2-四取代的gem-二碘环丙烷产物。该方法的显著优势包括操作简便、反应条件温和以及对官能团的良好耐受性。

引言

环丙烷结构存在于大量的有机药物分子和天然产物中，并且在有机合成中也被广泛用作合成中间体。更重要的是，由于其极性、亲脂性等特性，环丙烷还可以作为有效的官能团，在药物开发中用于评估代谢稳定性、药物反应性、生理毒性和其他药理学特性。因此，开发高效的环丙烷构建策略长期以来一直是研究的热点，近年来也报道了许多新的环丙烷合成方法。

虽然早期就有人报道了利用卤仿和烯烃制备gem-二卤环丙烷的方法，但这些方法大多依赖于强碱的使用，导致大多数官能团无法存活。1881年，Ciamician和Dennstedt报告了用碱处理氯仿生成gem-二氯卡宾，该卡宾通过插入吡咯分子形成环丙烷中间体，随后进一步环裂解得到吡啶产物（见方案1）。

具有良好离去能力的卤素原子使得二卤卡宾的有机转化变得困难，且大多数反应中间体和产物都不稳定。例如，它们在水或其他亲核试剂的存在下会发生水解或亲核取代。到目前为止，含氟、氯和溴的环丙烷已被广泛用作有机合成中的关键中间体。

相比之下，利用碘仿作为卡宾源制备gem-二碘环丙烷在强碱性条件下具有挑战性，因为二碘卡宾中间体不稳定，容易发生许多副反应。此外，gem-碘原子在卡宾状态下的空间位阻也会对转化过程产生不利影响。

Oliver和Rao使用碘仿和叔丁基氧化钾作为碱，实现了异丁烯的gem-二碘环丙烷化，随后用三丁基氯化锡处理生成单碘环丙烷产物。Mathias和Weyerstah在氢氧化钠和苄基三乙基铵氯的存在下也利用碘仿合成了多种gem-二碘环丙烷，但这种方法产率较低且底物适应性差（见方案1）。Baird使用叔丁基氧化钾促进了碘仿与电子缺乏型烯烃的反应，获得了中等产率的gem-二碘环丙烷。

我们设想，用弱碱（如Cs₂CO₃）处理碘仿可以缓慢生成并释放gem-二氯卡宾，从而动态增强与电子缺乏型烯烃的环丙烷化过程，抑制卡宾降解或二聚等非目标反应路径。

出于对小环结构构建的持续兴趣，我们报道了一种利用市售碘仿作为卡宾源、电子缺乏型烯烃作为受体的弱碱促进环丙烷化反应，成功获得了结构多样的gem-二碘环丙烷产物，产率良好（见方案1d）。

章节摘录

结果与讨论

我们以1-甲氧基-4-(3,3,3-三氟-1--propen-2-yl)苯1a作为模型底物，开始了环丙烷化研究。通过使用MeCN（2.0 mL）作为溶剂，并优化了反应条件，在Cs₂CO₃（3.0当量）的存在下，1a（0.2 mmol）与碘仿2（0.24 mmol）反应，得到了期望的gem-二碘环丙烷3a，产率约为90%。

结论

我们开发了一种在Cs₂CO₃促进下的电子缺乏型烯烃gem-二碘环丙烷化方法。用弱碱性物质Cs₂CO₃处理碘仿可以缓慢生成二碘卡宾，实现高效的环丙烷化反应。该方法具有操作简便、反应条件温和以及对官能团良好的耐受性等优点，具有广泛的应用潜力。

通用方法

除非另有说明，所有使用的商业化合物均按原样使用，无需进一步纯化。反应所用溶剂为p.A.级，仅在必要时干燥。色谱用溶剂为技术级，并在使用前进行蒸馏。分析薄层色谱（TLC）采用Merck硅胶铝板配F-254指示剂，在紫外光下显色。柱层析使用Merck 60硅胶（粒径

CRediT作者贡献声明

支宇杰：研究、数据分析。侯宏：撰写、审阅与编辑、监督、项目管理、资金申请、概念构思。刘岚钦：方法设计、数据分析。刘东梅：方法设计、数据分析

未引用的参考文献

13.

作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务冲突或个人关系。

利益冲突声明

没有需要声明的利益冲突。

致谢

我们感谢江苏省自然科学基金（BK20160551）和江苏省高等教育机构重点学术发展计划的支持，以及中国江苏省高等教育机构自然科学基金（17KJB150042）的资助。同时，我们也感谢扬州大学测试中心提供的样品分析支持。