Asian J. Org. Chem. ：催化剂调控炔酮与酰肼的反应构建吡唑和腙

吡唑是一类含有两个相邻氮原子的五元杂环，广泛存在于药物和农用化学品中，例如塞来昔布、安乃近以及康力龙。典型的制备取代吡唑的方法包括肼与1,3-二羰基化合物或其合成等价物的缩合反应，或重氮化合物与烯烃或炔烃的1,3-偶极环加成反应。然而，这些经典方法普遍存在区域选择性差、底物潜在危险性和实际使用不便等问题，在一定程度上限制了它们的实际应用。因此，进一步发展高区域选择性、安全、高效构建吡唑化合物的方法是值得研究的课题。近年来，磺酰腙作为重氮化合物的原位来源，在碱性条件下可以与炔烃发生1,3-偶极环加成反应，用于区域选择性合成取代吡唑。

华东理工大学王利民教授课题组研究生王琦同学，在该课题组路易斯酸稀土催化合成氮杂环反应的研究基础之上，发展了三氟甲磺酸镱催化的二芳基丙炔酮与肼基甲酸酯的环化反应。此外，作者还对吡唑产物进行进一步转化并对最终转化产物四取代吡唑进行了荧光吸收分析，荧光吸收表明其具有聚集诱导发光特性。此外，作者发现相同的起始原料，在过硫酸钾/四丁基碘化铵催化氧化体系下，可以以中等至良好收率得到α, β-炔腙产物。

首先，作者以二芳基丙炔酮1a和肼基甲酸甲酯2a作为模板反应对合成3,5-二取代吡唑反应条件进行了优化。实验结果表明，反应在最优条件下以93%的收率得到目标化合物3,5-二取代吡唑产物3aa。为了考察该方法的底物适用范围，作者考察了一系列α, β-炔酮1和肼基甲酸甲酯2a，这些底物都能以中等至良好收率得到吡唑产物(图 1)。

图1. 吡唑的底物拓展

此外，作者还发现相同的起始原料，在过硫酸钾/四丁基碘化铵催化氧化体系下，可以以中等至良好收率得到α, β-炔腙产物，并考察了该方法的底物适用范围(图 2)。

图2. α, β-炔腙的底物拓展

随后，作者进行了环化反应的机理研究。根据控制实验，提出了可能的反应机理(图 3)。Yb(OTf)₃活化α, β-炔酮1a的炔烃部分，形成配位络合物A。然后，配位络合物A与肼基甲酸甲酯2a发生Michael-type加成反应，得到中间体B。随后，发生5-exo-trig环化得到中间体C。在 TfOH存在下，中间体C经历脱水、脱金属和脱酯基至最终产物3aa。

图3. 可能的反应机理

最后，作者对3,5-二取代吡唑进行衍生化实验(图 4)，通过进一步的化学转化，制备出四取代吡唑化合物7和8，并对其进行荧光吸收分析(图 5)，探究了其聚集诱导发光特性(AIE)，证明了其在发光材料的潜在应用价值。

图4. 吡唑产物的衍生化

图5. 化合物7在THF/水混合溶液中随水量增加的荧光发射光谱; b) 化合物8在THF/水混合溶液中随水量增加的荧光发射光谱

总之，作者发展了一种在三氟甲磺酸镱催化下构建吡唑的有效方法，反应具有优良的产率及底物适用性，对吡唑产物也进行进一步的衍生化，衍生后的吡唑表现出聚集诱导发光(AIE)的特性。同时，作者还提供了一种利用过硫酸钾/四丁基碘化铵催化体系从相同的起始原料构建炔腙的补充方法。

论文信息：

Divergent Synthesis of 3,5-disubstituted Pyrazoles and α, β-alkynic hydrazone from Diarylpropynones and Carbazates

Qi Wang, Gang Hong, Zhicong Tang, Peng Yang, Yi Zhong, Yu Gong, and Limin Wang*

Asian Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ajoc.202100794