图式5 亚硝酸叔丁酯与炔酰胺的加成/环化反应的可能机理 图式5. Proposed mechanism for the addition/cyclization reactions of t-BuONO with arylpropiolamides 炔烃是有机定制合成中一类重要的结构单元, 广泛存在于药物、天然产物、材料中[49, 50], 与亚硝酸叔丁酯反应可以合成硝基取代的不饱和烃以及异噁唑衍生物等.
2014年, Maiti课题组[51]报道了亚硝酸叔丁酯、TEMPO与炔烃的双官能团化反应.反应中烯烃自由基中间体能够进一步被TEMPO捕获, 从而实现炔烃的双官能团化反应.该方法产物立体选择性高, 反应条件温和, 但是烷基炔烃类化合物双官能团化反应的产率较低(Eq. 21).
2015年, Mao课题组[52]发展了芳基炔丙酸的脱羧/双官能团化反应, 该方法以Ag2O作为催化剂, 苯作为反应溶剂.当催化剂Ag2O的用量降低到1 mol%时, 仍然能以76%的产率得到目标产物(Eq. 22).
2014年, Liang课题组[53]发展了炔丙醇类化合物与亚硝酸叔丁酯合成双取代异噁唑衍生物的新方法.该反应以Fe(OTf)3作为催化剂, 在常温下以较高的产率得到异噁唑衍生物(Eq. 23).
2015年, Li课题组[54]发展了一种无金属条件下亚硝酸叔丁酯与炔酰胺类化合物加成/环化反应的新方法.该反应以TEMPO作为自由基引发剂, 通过炔烃的双官能团化反应构建多种化学键(Eq. 24).机理研究表明, 与之前亚硝酸叔丁酯参与的自由基反应不同, 他们认为硝基自由基是通过亚硝酸产生的.在该反应中水能进一步与芳基正离子中间体E发生亲核加成反应, 从而构建C—O双键(Scheme 5).
图式5 亚硝酸叔丁酯与炔酰胺的加成/环化反应的可能机理 图式5. Proposed mechanism for the addition/cyclization reactions of t-BuONO with arylpropiolamides
随后, Li课题组[55]进一步报道了亚硝酸叔丁酯与炔烃衍生物的加成/环化反应合成1, 2-苯并噁嗪化合物的新方法.该方法操作简单, 底物廉价易得, 无需任何催化剂, 反应体系绿色(Eq. 25).通过H2O中18O的同位素标定实验确定1, 2-苯并噁嗪中的两个氧原子均来源于H2O.在反应中自由基中间体F经异构化得到自由基中间体G, G进一步发生自由基氧化/环化反应得到目标产物(Scheme 6).
图式6 亚硝酸叔丁酯与炔烃环化反应的可能机理 图式6. Proposed mechanism for the cyclization reactions of t-BuONO with alkynes
2016年, Song课题组[56]报道了亚硝酸叔丁酯与芳基炔丙醇类化合物的串联反应.该方法以Pd(OAc)2作为催化剂, MeCN作为反应溶剂, 常温下高效合成α-硝基-α, β-不饱和酮.反应中芳基炔丙醇首先经Meyer-Schuster重排反应得到联二烯中间体, 随后联二烯中间体与亚硝酸叔丁酯产生的硝基自由基发生自由基取代反应得到目标产物(Eq. 26).
2016年, Song课题组[57]在研究中发展了亚硝酸叔丁酯参与C—N叁键构建的方法.从简单易得的炔烃出发, 无需金属催化剂的参与, 通过C—C叁键的切断, 高效构建C—N叁键(Eq. 27).随后, Maiti课题组[58]也报道了该类型反应, 他们以吡啶氮氧化合物作为氧化剂.该反应在70 ℃下反应, 能以中等以上的收率得到目标产物.
