Iron-Catalyzed Synthesis of Conformationally Restricted Bicyclic N-Heterocycles via [2+2]-Cycloaddition: Exploring Ring Expansion─Mechanistic Insights and Challenges
作者:Leif E. Hertwig、Thilo Bender、Felix J. Becker、Patrick Jäger、Serhiy Demeshko、Sophie Jana Gross、Joachim Ballmann、Dragoş-Adrian Roşca
DOI:10.1021/acscatal.3c01305
日期:2023.5.5
for synthesizing conformationally restricted cyclobutane-fused N-heterocycles from unactivated precursors. This method is orthogonal to the established photocatalytic methods, extends the range of substrates, and provides a single-step route to previously unattainable cyclobutane-fused piperidines and azepanes. Ring stereochemistry depends on size, with five- and six-membered rings adopting a cis configuration
我们提出了一种有效的铁催化方法,用于从未活化的前体合成构象受限的环丁烷稠合 N-杂环。该方法与已建立的光催化方法正交,扩展了底物范围,并为以前无法实现的环丁烷稠合哌啶和氮杂环庚烷提供了一条单步路线。环立体化学取决于大小,五元环和六元环采用顺式构型,七元环采用反式构型。这种方法的一个关键方面是使用基于缺电子、氧化还原活性、嘧啶二亚胺支架的催化剂设计。机理研究表明,π-酸性核心显着增强了催化剂对有害分子内 C-H 活化途径的稳定性,而富电子的侧翼基团加速了反应速率。通过提取动力学曲线和建立催化剂-活性关系获得了机理见解。计算研究表明,氧化环化步骤以最高能垒进行,实验哈米特分析进一步证实了这一点。