【有機】E. J. Corey大師寶刀未老再發新作：烯烴轉化為硝基烯烴
最近，哈佛大學E. J. Corey課題組報道了将環戊烯（1）轉化為1-硝基環戊烯（2）的簡便方法，并将其用作手性C2對稱氮雜二萜類奎烷3的對映選擇性合成的關鍵中間體（Scheme 1）。1→2的轉化可能涉及混合酸酐CF3SO2ONO2作為活性中間體。近日，E. J. Corey課題組将該試劑在硝基烯烴生成中的應用進一步延展，并證明了此硝化方法的适用性和簡便性，該成果發表于近期Org. Lett.（DOI: 10.1021/acs.orglett.1c00868）。通常，在30 ℃下将三氟甲磺酸酐（1.1 eq.）緩慢加入到四丁基硝酸铵（1.1 eq.）和三氟甲磺酸四丁基铵（0.5 eq.）的二氯甲烷溶液中進行硝化反應。向反應混合物中加入三氟甲磺酸四丁基铵可以提高産物的收率（Table 1），可能是由于其可以用作中間體β-硝基碳正離子的質子受體。值得注意的是，硝化不僅适用于五至八元環烯烴，而且也适用于親核性較差的底物。然而，當用Table 1所示的硝化條件時，1-硝基環戊烯（2）的反應性比底物10、12和14低得多，并且回收率保持不變（98%）。
（圖片來源：Org. Lett.）
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作者還觀察到，烯丙基硝化産物可以由某些三取代的富電子烯烴形成。對于高反應性的底物，反應溫度最好在-30 ℃下，用1.3-2 eq.四丁基硝酸铵在二氯甲烷中反應，并且不加三氟甲磺酸四丁基铵。此外，E,E-法尼醇BOC酯（20）的硝化得到烯丙基硝基産物21，并且未形成環化或涉及内式雙鍵的其他産物（Table 2）。
（圖片來源：Org. Lett.）
形成共轭和烯丙基硝基烯烴之間的平衡取決于底物（Scheme 2）：倍半萜烯柏木烯（22）完全轉化為共轭硝基烯烴23。類似地，β-amyrin benzoate（24）在受阻的C12位硝化，生成未知的C12-硝基衍生物25。另一方面，膽固醇苯甲酸酯（26）硝化得到更複雜的重排産物27，而非6-硝基膽固醇苯甲酸酯（Scheme 3），其結構通過2-D NMR分析确證。26的C19角甲基重排至6α-硝基-C5碳正離子中間體的C5位足夠快，可以克服C6位質子的損失。
（圖片來源：Org. Lett.）
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此外，作者還研究了苯基取代烯烴的硝化反應（Table 3）。底物30、32、34、36和38的硝化反應僅發生在芳環的鄰位碳上，未檢測到烯碳或對位碳進攻的産物。作者對這種高鄰位vs對位的選擇性進行了解釋（Scheme 4）：中間體硝基離子（NO2+）向鄰位環加成，烯碳α向40的吸電子基團（EWG）環加成形成雙環陽離子41，然後釋放質子得到鄰位硝化産物42。此外，3-苯基丙酸甲酯（43）進行對位選擇性硝化得到44（Scheme 5）。
（圖片來源：Org. Lett.）
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最後，作者通過三氟甲磺酸酐-四丁基硝酸铵組合進行了一系列烯烴的硝化，證明了該方法的實用性和簡便性，其對π-堿性烯烴和缺電子烯烴均有效，并且該方法簡便易行，相對安全，非常适合實驗室規模的制備。
結語：E. J. Corey課題組利用三氟甲磺酸酐-四丁基硝酸铵組合作為有效的硝化試劑實現烯烴至硝基的轉化，并且這一方法适用于各種不飽和底物的硝化。
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