近日,化学与材料科学学院韩峰副教授、苗成霞教授课题组在国际知名期刊《Green Chemistry》(TOP 1,IF=11.034)在线发表了题为“Heteropolyacid catalyzed O-alkylation of oximes with alcohols via a carbocation in dimethyl carbonate and mechanism insight”的研究论文,硕士研究生庄宏凤为本文第一作者,韩峰副教授和苗成霞教授为本文通讯作者。
图1磷钨酸催化肟与醇的O-烷基化反应构建C-O键研究
C-O键的构建是有机化学重要的研究领域,在有机合成、农药和材料制备等方面有着广泛应用。肟醚类化合物是重要的多功能结构片段,存在于很多药物分子中,如昔莫沙尼、芬哌昔酸酯等,同时它们还可转化为异恶唑、胺、腈、内酰胺和其他杂环化合物等。醇的直接转化作为绿色化学十大重点研究领域之一引起了备受科研工作者广泛关注。利用肟与醇的O-烷基化反应是构建C-O键的重要策略,其唯一副产物是水,符合绿色化学的发展要求。但是,通过醇与肟的O-烷基化反应来实现C-O键构建的报道却很少。仅有的几例报道也存在体系复杂、当量反应、原子经济性差、副产物多和收率低等问题。
基于此,山东农业大学化学与材料科学学院苗成霞教授、韩峰副教授绿色催化与合成课题组开发了一种简单、绿色和经济高效的催化体系实现了醇与肟的O-烷基化反应构建C-O键的新方法。该体系以磷钨酸为绿色催化剂,以醇为烷基化试剂,在绿色溶剂(碳酸二甲酯,DMC)中实现了芳香叔/仲醇、脂肪叔醇与不同酮肟、醛肟之间的O-烷基化反应,合成了一系列肟醚类重要药物中间体化合物;同时,通过控制性实验及FT-IR光谱进一步证实了底物与催化剂之间的相互作用,证明了反应经碳正离子历程,并且首次证明了肟与醇之间的O-烷基化反应中三苯基甲醇的OH键与H3PW12O40∙xH2O的W=O之间可能存在氢键作用。该工作为肟醚药物中间体的制备提供了一种绿色、可持续、环境友好的合成策略,在药物的应用和创制方面具有很好的应用前景。
该工作得到了国家自然科学基金(21972079、22272094)、山东省自然科学基金(ZR2019MB002、ZR2019LFG009)以及山东省高等学校青创人才引育计划的大力支持。
文章链接:https://doi.org/10.1039/D2GC03214G