雜芳炔是合成多取代雜芳環(huán)的重要前體，在天然產(chǎn)物合成中有較廣泛應(yīng)用。本文旨在介紹預(yù)測親核試劑與雜芳炔反應(yīng)區(qū)域選擇性的“扭轉(zhuǎn)角”模型和吲哚炔和吡啶炔在合成中的應(yīng)用。本文撰寫內(nèi)容參考加州大學(xué)洛杉磯分校Neil K. Garg教授在JOC上發(fā)表的Synopsis文章。
自1953年Roberts等人證明苯炔中存在一個(gè)碳碳叁鍵以來，苯炔類化合物作為一種有潛力的合成中間體被廣泛應(yīng)用于多取代芳烴的合成當(dāng)中。
有兩個(gè)問題限制了芳炔的應(yīng)用：①芳炔前體的合成；②非對稱芳炔區(qū)域選擇性的調(diào)控。Kobayashi等人發(fā)展的TMS/OTf類型的苯炔前體是苯炔化學(xué)的重要突破，其中甲氧基取代的苯炔通過誘導(dǎo)效應(yīng)能實(shí)現(xiàn)較好的區(qū)域選擇性。
本文重點(diǎn)介紹一種預(yù)測芳炔區(qū)域選擇性的“扭轉(zhuǎn)角”模型，UCLA的Neil K. Garg教授及其合作者在該領(lǐng)域做出了開創(chuàng)性的成果。由于芳炔環(huán)內(nèi)存在碳碳叁鍵，故具有較大的張力導(dǎo)致其碳原子雜化成分發(fā)生改變。根據(jù)物理有機(jī)化學(xué)的基本原理，雜化方式（s軌道和p軌道成分）與鍵角有關(guān)聯(lián)，而s軌道和p軌道的比例會造成兩個(gè)碳原子的電荷分布差異。簡單的說就是，通過DFT計(jì)算鍵角來判斷芳炔內(nèi)叁鍵的電荷分布，進(jìn)而判斷區(qū)域選擇性。如下圖所示：甲氧基苯炔左側(cè)鍵角遠(yuǎn)大于右側(cè)鍵角，則參與形成叁鍵的兩個(gè)碳原子，C1具有更多的p軌道成分，電子云密度低具有正電荷特征，更容易被親核試劑進(jìn)攻。
在吡啶炔上引入溴原子或胺磺酸酯基可以增強(qiáng)其選擇性，而溴原子或胺磺酸酯基可以后期脫去。
總結(jié)：本文主要介紹關(guān)于芳炔區(qū)域選擇性的“扭轉(zhuǎn)角”模型，其背后的物理有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識值得注意。芳炔前體可以一步反應(yīng)形成多根化學(xué)鍵芳炔化學(xué)，其在天然產(chǎn)物全合成和材料分子合成中有較好的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：10.1021/jo402723e
來源：EOC化學(xué)
