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铑催化的丙酮肟醚导向的苯酚的邻位烯基化反应

刘玲玲 ,  杨闪 ,  韩昳 ,  戴晨阳 ,  史达清 ,  黄志斌 ,  赵应声

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引用本文: 刘玲玲, 杨闪, 韩昳, 戴晨阳, 史达清, 黄志斌, 赵应声. 铑催化的丙酮肟醚导向的苯酚的邻位烯基化反应[J]. 有机化学, 2020, 40(8): 2394-2401. doi: 10.6023/cjoc202004019 shu
Citation:  Liu Lingling, Yang Shan, Han Yi, Dai Chenyang, Shi Daqing, Huang Zhibin, Zhao Yingsheng. Rhodium-Catalyzed ortho-Alkenylation of Phenols Directed by Acetone Oxime Ether[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2020, 40(8): 2394-2401. doi: 10.6023/cjoc202004019 shu

铑催化的丙酮肟醚导向的苯酚的邻位烯基化反应

  • 苏州大学材料与化学化工学部 苏州 215123

    • 通讯作者: 黄志斌, zbhuang@suda.edu.cn; 赵应声, yszhao@suda.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金（Nos.21772139，21572149）、江苏省高等学校自然科学基金重大基础研究（Nos.15KJA150006，17KJA150006）、江苏省杰出青年自然科学基金（No.BK2018g0041）、苏州科技基础设施（No.SZS2018201708）和江苏高校优势学科建设工程资助项目

摘要: 以弱配位中心丙酮肟醚为导向基团，Rh为催化剂，实现了一种高区域选择性的苯酚类化合物邻位烯基化反应.该策略具有反应条件温和、底物适应性广、区域选择性好等优点.为苯酚的选择性的邻位烯基化提供了一种新的有效方法.

English

  • 近年来, 随着各种过渡金属催化的C—H键官能团化反应策略的报道[1], 苯酚的C—H键官能团化反应研究取得重大进展[2]. C—H键的烯基化反应是在有机物分子中引入碳-碳双键的有效方法, 许多有机化合物的C—H键都可以进行选择性的烯基化[3-16].邻烯基苯酚是一系列天然产物合成的关键中间体[17-19], 因此发展高效的实现苯酚的邻位选择性烯基化的策略具有重要的意义.苯酚传统的邻位烯基化的方法是通过o-烯丙基苯酚的Claisen重排来实现的[20].但是, 这个方法的不足在于很难控制反应的选择性, 可能会产生多位点取代产物.近年来, 通过导向基团辅助实现了苯酚的直接邻位烯基化, 为苯酚的邻位烯基化提供了一类简单、高效的路径[21]. 2011年, Gevorgyan课题组[22]报道了硅醚导向的苯酚的邻烯基化反应, 通过一锅两步法成功获得目标产物.同年, 刘磊课题组[23]报道了Rh催化的氨基甲酸酯导向的苯酚的邻位烯基化反应. 2013年, 刘桂霞和陆熙炎等[24]采用氧化性的导向基团成功实现了苯酚的邻位烯基化反应.虽然这些方法都高选择性地实现了苯酚的邻位烯基化, 但是这些方法都存在一些不足, 例如有的导向基团在反应过程中不易离去, 还需要后续转化才能获得o-烯基苯酚; 有的导向基团不易合成或者不稳定, 或价格昂贵.这些都在一定程度上限制了这些方法的应用.因此, 发展一种简便高效的导向基团可以在反应过程中自动脱除的一步直接获得邻烯基苯酚的策略显得十分必要.

    肟醚是一种重要的导向基团, 且肟醚结构广泛存在于天然产物中[25-27]. 2015年, 我们课题组[28]就利用丙酮肟醚为导向基团成功实现了苯甲醇的邻位烯基化反应.丙酮肟醚在反应过程中易于脱除或转化为其它基团, 而且合成丙酮肟醚所用的试剂都比较廉价, 有利于降低反应的成本. 2019年, 我们课题组再次利用肟醚为导向基团成功实现了芳酮的邻位胺化反应[29]及氧化环化反应[30], 成功构建了C—N键.作为这些工作的延续, 本工作设计了弱配位中心丙酮肟醚为导向基团来实现苯酚的选择性邻位直接烯基化.该方法中导向基团丙酮肟醚在反应过程中极易离去, 不需要切除操作便能一步直接获得苯酚的邻位烯基化产物.

    1.   结果与讨论

    1.1   反应条件筛选

    Rh是C—H键烯基化反应常用的高效催化剂[31-34], 经过多次尝试, 我们发现[Cp*RhCl2]2是合适的催化剂.以丙酮肟苯醚(1a, 0.2 mmol)和丙烯酸乙酯(2a, 0.4 mmol)为模板反应原料, 向其中加入5 mol%的[Cp*RhCl2]2, 1 equiv.的AgOAc以及1 mL的三氟乙醇(CF3CH2OH), 在60 ℃下反应14 h, 最终以38%的分离产率获得产物3a.通过1H NMR等表征手段, 确定了3a的结构正是设想的目标产物——苯酚的烯基化产物.随后, 对反应的溶剂和温度进行了筛选, 结果见表 1.探究了多种非质子性溶剂和质子性溶剂对该反应的影响, 发现在非质子性溶剂中反应几乎不发生(表 1, Entries 1~4), 而在质子性溶剂中, 除在六氟异丙醇中只得到极少量的产物外(表 1, Entry 7), 大多数醇中反应都可以进行, 其中甲醇的效果最好, 产率高达61%(表 1, Entry 8).在对温度进行考察的过程中, 意外地发现当反应在25 ℃下进行时, 获得了导向基团保留的产物5(表 1, Entry 9).将反应温度逐渐升高, 体系中会出现两种产物3a和5的混合物, 5逐渐减少而3a逐渐增多(表 1, Entries 8, 10).将温度升至80 ℃, 获得专一产物3a(表 1, Entry 11).温度继续升至100 ℃时, 产率降低至51%(表 1, Entry 12).通过以上条件筛选, 得到了最优的反应条件:催化剂[Cp*RhCl2]2 (5 mol%), 添加剂AgOAc (1 equiv.), 溶剂甲醇(1 mL), 80 ℃下反应14 h.

    表 1

    表 1  反应条件的筛选a
    Table 1.  Screening of reaction conditions
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    Entry Solvent Temp./℃ Yieldb/% (3a/5)
    1 DCE 60 0
    2 THF 60 0
    3 1, 4-Dioxane 60 0
    4 DMF 60 0
    5 CF3CH2OH 60 38/21
    6 EtOH 60 8/0
    7 HFIP 60 Trace
    8 MeOH 60 61/23
    9 MeOH 25 0/87
    10 MeOH 40 67/16
    11 MeOH 80 86/0
    12 MeOH 100 51/0
    a Reaction conditions: 1a (0.2 mmol), 2a (0.4 mmol), [Cp*RhCl2]2 (5 mol%), AgOAc (1 equiv.), Solvent (1 mL), 14 h; b Isolated yields are given.

    1.2   底物拓展

    在最佳反应条件下, 对不同取代基团的丙酮肟苯醚底物的适用性进行了考察, 结果见表 2.结果表明, 无论有吸电子还是供电子取代基, 反应产率都会有所下降.当苯环间位被取代时, 反应产率中等, 并且反应发生在位阻较小的邻位(3b~3d).当对位有丁基、卤素等基团时(3e~3i), 反应获得中等至良好的产率.而三氟甲基取代基的底物(3j)只有51%的收率, 这可能是受电子效应的影响.此外, 当一个邻位被甲基占据时(3l), 反应产率降低至46%.除了苯酚化合物还对联苯酚底物(3k)进行了考察, 可能受位阻效应影响, 反应产率只有38%.值得一提的是, 所有的反应都得到了邻位烯基化的单取代产物, 这可能是引入的双键及肟醚会和铑络合物配位, 遏制进一步的邻位碳氢键活化, 导致只能得到单邻位烯基化产物.

    表 2

    表 2  丙酮肟苯醚底物拓展a
    Table 2.  Substrate expansion of acetoxime phenyl ether
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    随后, 在最优条件下对不同类型的烯烃底物进行了考察, 结果见表 3.发现大多数吸电子烯烃都得到较好的结果.例如常见的丙烯酸酯类底物都有良好的适用性, 以中等至良好的收率获得了目标产物(4a~4e).除此之外, N, N-二甲基丙烯酰胺(4f)和烯丙基砜底物(4g)也适用于该反应, 并且获得了良好的收率.另外, 多氟取代和长链的丙烯酸酯类化合物(4i~4j)也获得了中等的收率.值得一提的是苯乙烯(4h)作为反应物也监测到了目标产物并且产率达到48%.

    表 3

    表 3  烯烃底物拓展a
    Table 3.  Expansion of olefin substrate
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    1.3   克级反应

    为了考察反应的实用性, 在标准条件下对模板反应进行了克级规模的合成实验(Scheme 1).最终在10 mmol的反应中, 成功分离得到了1.21 g产物3a, 产率为63%.虽然产率比之前的小剂量反应有所降低, 但较为良好的收率证明该反应具有一定的应用价值.

    图 1

    图 1.  克级反应
    Figure 1.  Gram reaction
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    图式 1

    图式 1.  控制实验
    Scheme 1.  Control experiment
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    1.4   控制实验

    为深入探究反应的机制, 进行了控制实验(Scheme 1).结果表明, 当反应体系中不加[Cp*RhCl2]2时, 薄层色谱(TLC)监测发现没有目标产物生成.这说明[Cp*RhCl2]2不仅是有效的催化剂而且对反应是必需的, 进而我们猜想反应中可能存在C—H键活化过程.接着移除AgOAc, 我们发现反应同样不能进行, 由此可知AgOAc也是反应必需的.为了验证反应过程是否存在C—H键活化, 我们进行了动力学研究.我们用全氘底物和普通底物在标准条件下进行分子间的竞争反应, 核磁分析结果显示动力学同位素效应(KIE)值为2.6, 因此我们认为反应过程中发生了C—H活化并且它的断裂可能是决速步骤.

    基于上述的实验事实和之前文献的报道[35-36], 我们提出如下的催化循环过程(Scheme 2):催化剂通过与乙酸银进行阴离子交换生成活性催化剂后, 与底物结合, 生成中间络合物I, 然后烯烃迁移插入, 生成含有铑(III)的七元环状络合物II.之后, 经历β-H消除, 生成了络合物III.在醋酸作用下生成产物3.

    图式 2

    图式 2.  可能的机理
    Scheme 2.  Possible mechanism
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    2.   结论

    以丙酮肟醚为导向基团, 铑为催化剂, 实现了高效的、高区域选择性的苯酚的邻位烯基化策略.该方法具有反应条件简单温和、底物适应性广、区域选择性好等优点.反应可以很好地放大到克级, 具有较好的应用价值.

    3.   实验部分

    3.1   仪器与试剂

    1H NMR、13C NMR、19F NMR的测试仪器为Bruker AV 400 Mhz核磁共振仪, 采用CDCl3和DMSO-d6为氘代试剂, TMS为内标; 高分辨质谱仪器为Bruker MicrOTOF-Q II.

    3.2   化合物1的合成方法

    参考文献[37]方法, 向100 mL的圆底烧瓶中加入10 mmol的N-羟基邻苯二甲酰亚胺和20 mmol的芳基硼酸, 活化的4Å分子筛和50 mL 1, 2-二氯乙烷, 搅拌5 min后向其中加入11 mmol氯化亚铜和0.9 mL吡啶, 常温下敞口搅拌48 h, 薄层色谱(TLC)监测反应.反应完全后, 绿色反应液通过硅藻土过滤, 减压蒸馏除去溶剂得粗产物, 粗产物用硅胶柱层析提纯得白色纯产物, 淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂[V(石油醚):V(乙酸乙酯)＝10:1].将第一步制得的白色固体产物溶于30 mL的二氯甲烷中, 加入40 mmol的水合肼, 室温下搅拌6 h.过滤反应液, 滤液用无水硫酸钠干燥, 滤出干燥剂, 低温下旋干溶剂, 获得淡黄色液体产物.向第二步制得的淡黄色液体中加入溶剂量的丙酮, 常温搅拌6 h.旋干溶剂得粗产物, 粗产物用硅胶柱层析提纯得纯产物1, 淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂[V(石油醚):V(乙酸乙酯)＝20:1]. 1a~1l均为已知化合物, 表征结果与文献[37]一致.

    3.3   化合物3和4的合成方法

    向15 mL配有搅拌子的玻璃反应管中加入[Cp*RhCl2]2 (6.2 mg, 5 mol%), AgOAc (0.2 mmol, 1 equiv.), 丙酮肟醚(0.2 mmol, 1 equiv.), 烯烃(0.4 mmol, 2 equiv.)和1 mL甲醇, 将反应管密封, 在80 ℃的油浴锅中反应14 h.反应完全后, 减压旋干溶剂得粗产物, 粗产物用硅胶柱层析提纯得纯产物3或4, 淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂[V(石油醚):V(乙酸乙酯)＝8:1].

    (E)-3-(2-羟苯基)丙烯酸乙酯(3a): 33.0 mg, 白色固体, 产率86%. m.p. 63~65 ℃(文献值[38]: 64~65 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.06~7.98 (m, 1H), 7.49~7.44 (m, 1H), 7.25~7.21 (m, 1H), 6.95~6.89 (m, 1H), 6.85 (d, J＝8.1 Hz, 1H), 6.66~6.59 (m, 1H), 6.51 (s, 1H), 4.29 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 1.35 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.8, 155.7, 141.0, 131.4, 129.1, 121.6, 120.4, 118.0, 116.4, 60.7, 14.2; HRMS (ESI) calcd for C11H12NaO3 [M+Na]+ 215.0684, found 215.0670.

    (E)-3-(2-羟基-4-甲基苯基)丙烯酸乙酯(3b): 22.7 mg, 白色固体, 产率55%. m.p. 87~88 ℃(文献值[39]: 88~90 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.01 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 7.35 (d, J＝7.9 Hz, 1H), 6.84~6.70 (m, 2H), 6.68 (s, 1H), 6.60 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 4.29 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 2.30 (s, 3H), 1.35 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.9, 155.6, 142.3, 141.0, 129.0, 121.5, 118.9, 117.0, 116.9, 60.6, 21.3, 14.2; HRMS (ESI) calcd for C12H14NaO3 [M+Na]+ 229.0841, found 229.0831.

    (E)-3-(2-羟基-4-甲氧基苯基)丙烯酸乙酯(3c): 19.1 mg, 白色固体, 产率43%. m.p. 120~121 ℃(文献值[38]: 118~120 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.21 (d, J＝16.4 Hz, 1H), 7.56 (s, 1H), 7.18~7.11 (m, 1H), 7.02 (d, J＝16.4 Hz, 1H), 6.55~6.50 (m, 1H), 6.45 (d, J＝8.2 Hz, 1H), 4.30 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 3.86 (s, 3H), 1.36 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 169.7, 160.1, 157.3, 136.5, 131.2, 119.9, 111.0, 108.8, 102.6, 60.5, 55.6, 14.3; HRMS (ESI) calcd for C12H14NaO4 [M+Na]+ 245.0790, found 245.0791.

    (E)-3-(4-氯-2-羟基苯基)丙烯酸乙酯(3d): 22.2 mg, 白色固体, 产率49%. m.p. 108~111 ℃(文献值[40]: 109~110 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.98 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.52 (s, 1H), 7.38 (d, J＝8.4 Hz, 1H), 6.94~6.86 (m, 2H), 6.64 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 4.31 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 1.36 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.9, 156.3, 140.0, 136.7, 130.0, 120.9, 120.1, 118.3, 116.7, 61.0, 14.3; HRMS (ESI) calcd for C11H11Cl- NaO3 [M+Na]+ 249.0294, found 249.0309.

    (E)-3-(5-(叔丁基)-2-羟基苯基)丙烯酸乙酯(3e): 28.3 mg, 白色固体, 产率57%. m.p. 130~131 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.01 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 7.48 (d, J＝2.4 Hz, 1H), 7.37~7.18 (m, 1H), 6.80 (d, J＝8.5 Hz, 1H), 6.65 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 6.13 (s, 1H), 4.31 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 1.38 (t, J＝7.1 Hz, 3H), 1.32 (s, 9H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.4, 153.2, 143.3, 141.1, 128.6, 125.9, 120.8, 118.1, 116.0, 60.6, 34.0, 31.3, 14.3; HRMS (ESI) calcd for C15H20NaO3 [M+Na]+ 271.1310, found 271.1320.

    (E)-3-(5-丁基-2-羟基苯基)丙烯酸乙酯(3f): 29.3 mg, 白色固体, 产率59%. m.p. 124~127 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.99 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 7.26 (d, J＝3.1 Hz, 1H), 7.06~7.01 (m, 1H), 6.75 (d, J＝8.2 Hz, 1H), 6.60 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 6.25 (s, 1H), 4.27 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 2.55~2.48 (m, 2H), 1.59~1.50 (m, 2H), 1.36~1.29 (m, 5H), 0.91 (t, J＝7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.2, 153.2, 140.5, 135.0, 131.4, 128.7, 121.3, 118.2, 116.2, 60.5, 34.6, 33.7, 22.2, 14.3, 13.9; HRMS (ESI) calcd for C15H20NaO3 [M+Na]+ 271.1310, found 271.1308.

    (E)-3-(5-氟-2-羟基苯基)丙烯酸乙酯(3g): 22.3 mg, 白色固体, 产率53%. m.p. 87~88 ℃(文献值[38]: 88~90 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.99~7.88 (m, 1H), 7.18~7.12 (m, 1H), 6.99~6.90 (m, 1H), 6.83~6.71 (m, 1H), 6.54 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 6.36 (s, 1H), 4.28 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 1.35 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 167.8, 156.8 (d, J＝238.8 Hz), 151.2 (d, J＝1.7 Hz), 139.1 (d, J＝2.1 Hz), 122.6 (d, J＝7.6 Hz), 119.5, 117.9 (d, J＝23.4 Hz), 117.3 (d, J＝8.0 Hz), 114.3 (d, J＝23.5 Hz), 60.8, 14.2; 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ: －123.57; HRMS (ESI) calcd for C11H11FNaO3 [M+Na]+ 233.0590, found 233.0580.

    (E)-3-(5-氯-2-羟基苯基)丙烯酸乙酯(3h): 25.8 mg, 白色固体, 产率57%. m.p. 101~103 ℃(文献值[38]: 102~104 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.97 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.45~7.41 (m, 1H), 7.35 (s, 1H), 7.20~7.15 (m, 1H), 6.82 (d, J＝8.6 Hz, 1H), 6.62 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 4.30 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 1.35 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.4, 154.1, 139.4, 130.9, 128.3, 125.4, 123.0, 119.2, 117.7, 60.9, 14.2; HRMS (ESI) calcd for C11H11ClNaO3 [M+Na]+ 249.0294, found 249.0306.

    (E)-3-(5-溴-2-羟基苯基)丙烯酸乙酯(3i): 35.7 mg, 白色固体, 产率66%. m.p. 108~109 ℃(文献值[38]: 108~110 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.97 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.57 (d, J＝2.4 Hz, 2H), 7.33~7.28 (m, 1H), 6.78 (d, J＝8.6 Hz, 1H), 6.63 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 4.30 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 1.35 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ: 164.4, 153.9, 136.3, 131.8, 128.8, 121.0, 116.7, 116.2, 108.6, 57.9, 12.1; HRMS (ESI) calcd for C11H11BrNaO3 [M+Na]+ 292.9789, found 292.9810.

    (E)-3-(2-羟基-5-(三氟甲基)苯基)丙烯酸乙酯(3j): 26.6 mg, 白色固体, 产率51%. m.p. 48~49 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.01 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.72~7.65 (m, 1H), 7.53~7.41 (m, 1H), 6.96 (d, J＝8.5 Hz, 1H), 6.70 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 4.31 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 1.36 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.3, 157.9, 139.4, 128.1 (q, J＝3.4 Hz), 126.4 (q, J＝3.7 Hz), 123.0 (dd, J＝31.1, 5.4 Hz), 121.9, 119.9, 116.6, 61.0, 14.2; 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ: －61.76; HRMS (ESI) calcd for C12H11F3NaO3 [M+Na]+ 283.0558, found 283.0566.

    (E)-3-(4-羟基-(1, 1'-联苯)-3-基)丙烯酸乙酯(3k): 20.4 mg, 白色固体, 产率38%. m.p. 105~106 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.07 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.70 (d, J＝2.3 Hz, 1H), 7.57~7.51 (m, 2H), 7.49~7.39 (m, 3H), 7.36~7.30 (m, 1H), 6.93 (d, J＝8.4 Hz, 1H), 6.70 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 6.51 (s, 1H), 4.30 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 1.36 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.2, 154.9, 140.4, 140.2, 133.9, 130.0, 128.7, 127.7, 126.9, 126.6, 121.9, 118.8, 116.8, 60.6, 14.3; HRMS (ESI) calcd for C17H17O3 [M+H]+ 269.1178, found 269.1183.

    (E)-3-(2-羟基-3-甲基苯基)丙烯酸乙酯(3l): 19.0 mg, 白色固体, 产率46%. m.p. 66~68 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.06 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 7.35 (d, J＝7.8 Hz, 1H), 7.17~7.13 (m, 1H), 6.89~6.82 (m, 1H), 6.52 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 5.61 (s, 1H), 4.28 (q, J＝7.1 Hz, 2H), 2.28 (s, 3H), 1.34 (t, J＝7.1 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.0, 153.5, 140.4, 132.7, 126.3, 124.1, 121.6, 120.5, 118.3, 60.5, 15.9, 14.3; HRMS (ESI) calcd for C12H14NaO3 [M+Na]+ 229.0841, found 229.0833.

    (E)-3-(2-羟基苯基)丙烯酸叔丁酯(4a): 27.8 mg, 白色固体, 产率63%. m.p. 98~100 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.03~7.95 (m, 1H), 7.48~7.42 (m, 1H), 7.25~7.19 (m, 2H), 6.91~6.84 (m, 2H), 6.60~6.54 (m, 1H), 1.56 (s, 9H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.0, 155.4, 139.7, 131.1, 128.9, 121.9, 120.5, 120.0, 116.3, 80.8, 28.2; HRMS (ESI) calcd for C13H16NaO3 [M+Na]+ 243.0997, found 243.1001.

    (E)-3-(2-羟基苯基)丙烯酸苄酯(4b): 38.1 mg, 白色固体, 产率75%. m.p. 86~88 ℃(文献值[41]: 86~88 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.01 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.39~7.25 (m, 6H), 7.17~7.10 (m, 1H), 6.81 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 6.73 (d, J＝8.1 Hz, 1H), 6.62 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 5.20 (s, 2H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.3, 155.4, 141.3, 135.9, 131.5, 129.3, 128.5, 128.2, 121.5, 120.6, 117.9, 116.4, 66.5; HRMS (ESI) calcd for C16H14- NaO3 [M+Na]+ 277.084, found 277.0850.

    (E)-3-(2-羟基苯基)丙烯酸环己酯(4c): 46.3 mg, 淡黄色液体, 产率94%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.05 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.48~7.43 (m, 1H), 7.42~7.27 (m, 1H), 7.25~7.20 (m, 1H), 6.92~6.85 (m, 2H), 6.65 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 4.96~4.89 (m, 1H), 1.98~1.90 (m, 2H), 1.82~1.73 (m, 2H), 1.62~1.44 (m, 4H), 1.43~1.35 (m, 2H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.1, 155.6, 140.6, 131.3, 129.1, 121.7, 120.4, 118.7, 116.4, 73.0, 31.6, 25.3, 23.7; HRMS (ESI) calcd for C15H18NaO3 [M+Na]+ 269.1154, found 269.1168.

    (E)-3-(2-羟基-3-甲基苯基)丙烯酸烯丙酯(4d): 26.2 mg, 淡黄色液体, 产率64%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.05 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.49~7.46 (m, 1H), 7.25~7.21 (m, 1H), 6.96~6.90 (m, 1H), 6.84 (d, J＝8.1 Hz, 1H), 6.65 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 6.42 (s, 1H), 6.06~5.94 (m, 1H), 5.43~5.35 (m, 1H), 5.31~5.25 (m, 1H), 4.77~4.71 (m, 2H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 167.7, 155.2, 140.7, 132.2, 131.4, 129.2, 121.6, 120.8, 118.2, 118.2, 116.3, 65.2; HRMS (ESI) calcd for C15H12NaO3 [M+Na]+ 227.0684, found 227.0687.

    (E)-3-(2-羟基苯基)丙烯酸(全氟苯基)甲基酯(4e): 46.1 mg, 白色固体, 产率67%. m.p. 132~134 ℃; 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 10.29 (s, 1H), 7.88 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.62~7.53 (m, 1H), 7.27~7.20 (m, 1H), 6.93~6.87 (m, 1H), 6.84~6.77 (m, 1H), 6.60 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 5.30 (s, 2H); 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ: 166.1, 157.0, 145.2 (dddd, J＝248.4, 15.2, 8.0, 3.7 Hz), 141.4, 141.0 (ddd, J＝12.9, 9.1, 5.1 Hz), 137.0 (J＝247.1, 15.6, 10.6, 8.5, 5.0 4.9 Hz), 132.1, 129.1, 120.5, 119.4, 116.0 (d, J＝34.3 Hz), 110.1 (td, J＝18.0, 3.3 Hz), 53.0; 19F NMR (376 MHz, DMSO-d6) δ: －142.40 (dd, J＝23.3, 7.8 Hz), －153.59 (t, J＝22.0 Hz), －162.47 (dt, J＝23.0, 7.9 Hz); HRMS (ESI) calcd for C16H9F5NaO3 [M+Na]+ 367.0370, found 367.0360.

    (E)-3-(2-羟基苯基)-N, N-二甲基丙烯酰胺(4f): 27.2 mg, 白色固体, 产率71%. m.p. 204~206 ℃(文献值[38]: 205~207 ℃); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 9.99 (s, 1H), 7.73 (d, J＝15.6 Hz, 1H), 7.19~7.09 (m, 1H), 6.88 (d, J＝7.5 Hz, 2H), 6.84~6.78 (m, 2H), 3.13 (s, 3H), 2.92 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, DMSO) δ: 166.0, 156.1, 136.4, 130.6, 128.2, 121.9, 119.2, 117.3, 116.0, 36.8, 35.3; HRMS (ESI) calcd for C11H13NNaO2 [M+Na]+ 214.0844, found 214.0843.

    (E)-2-(2-(苯磺酰基)乙烯基)苯酚(4g): 31.2 mg, 白色固体, 产率60%. m.p. 160~162 ℃(文献值[42]: 159~162 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.02~7.97 (m, 1H), 7.92 (d, J＝15.5 Hz, 1H), 7.70~7.64 (m, 1H), 7.62~7.56 (m, 1H), 7.46~7.41 (m, 1H), 7.31 (d, J＝8.2 Hz, 1H), 7.01~6.96 (m, 1H), 6.92 (d, J＝8.1 Hz, 1H), 6.71 (s, 1H); 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ: 157.2, 141.1, 137.6, 133.4, 132.7, 129.8, 129.6, 127.1, 126.8, 119.5, 118.9, 116.3; HRMS (ESI) calcd for C14H12NaO3S [M+Na]+ 283.0405, found 283.0419.

    (E)-2-苯乙烯基苯酚(4h): 18.9 mg, 白色固体, 产率48%. m.p. 53~55 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.69 (d, J＝7.7 Hz, 3H), 7.55~7.50 (m, 2H), 7.44~7.39 (m, 2H), 7.34~7.28 (m, 2H), 7.11 (t, J＝7.6 Hz, 1H), 6.97 (d, J＝8.1 Hz, 1H), 5.26 (s, 1H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 153.0, 137.5, 130.1, 128.6, 127.5, 127.1, 126.5, 124.6, 123.0, 121.1, 115.9; HRMS (ESI) calcd for C14H12NaO [M+Na]+ 219.0786, found 219.0779.

    (E)-2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 8-十五氟辛基3-(2-羟基苯基)丙烯酸酯(4i): 43.7 mg, 白色固体, 产率40%. m.p. 117~118 ℃; 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 10.37 (s, 1H), 7.97 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 7.60 (d, J＝7.6 Hz, 1H), 7.32~7.22 (m, 1H), 6.92 (d, J＝8.2 Hz, 1H), 6.85~6.78 (m, 1H), 6.66 (d, J＝16.1 Hz, 1H), 4.91 (t, J＝14.4 Hz, 2H); 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ: 165.2, 157.3, 142.6, 132.3, 130.9 (J＝316.3, 11.1 Hz), 129.1, 120.3, 119.3, 117.1 (J＝473.7, 9.6 Hz), 116.3, 114.6, 112.0 (J＝77.9, 6.1 Hz), 109.5 (J＝278.3, 3.4 Hz), 106.5 (J＝184.4, 179.2 Hz), 58.6 (ddd, J＝17.7, 11.1, 5.7 Hz); 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ: －80.73 (t, J＝9.9 Hz), －119.34 (d, J＝4.2 Hz), －121.94, －122.69, －123.24, －126.08; HRMS (ESI) calcd for C17H9F15NaO3 [M+Na]+ 569.0210, found 569.0228.

    (E)-3-(2-羟基苯基)丙烯酸十二烷基酯(4j): 38.6 mg, 白色固体, 产率58%. m.p. 48~49 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.05 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 7.49~7.44 (m, 1H), 7.26~7.20 (m, 1H), 7.11~7.05 (m, 1H), 6.93~6.84 (m, 2H), 6.65 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 4.23 (t, J＝6.8 Hz, 2H), 1.76~1.67 (m, 2H), 1.33~1.24 (m, 18H), 0.88 (t, J＝6.8 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 168.6, 155.5, 140.7, 131.3, 129.1, 121.7, 120.5, 118.2, 116.4, 64.9, 63.1, 32.6, 31.9, 29.7, 29.6, 29.3, 28.7, 25.9, 25.6, 22.6, 14.1; HRMS (ESI) calcd for C21H32NaO3 [M+Na]+ 355.2249, found 355.2261.

    3.4   分子间竞争的KIE实验

    向15 mL的玻璃反应管中依次加入[Cp*RhCl2]2 (5 mol%, 6.2 mg), AgOAc (0.2 mmol, 1 equiv.), 丙酮肟苯醚(0.1 mmol, 0.5 equiv.), 氘代丙酮肟苯醚(0.1 mmol, 0.5 equiv.), 丙烯酸乙酯(0.4 mmol, 2 equiv.)和1 mL甲醇, 将反应管密封, 在80 ℃下反应2 h.取出反应管, 旋干溶剂, 粗产物用硅胶柱层析提纯, 淋洗剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂[V(石油醚):V(乙酸乙酯)＝8:1].通过核磁分析得出KIE值为2.6.


    辅助材料(Supporting Information)化合物3a~3l和4a~4j的1H NMR和13C NMR图谱.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.
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  • 图 1  克级反应

    Figure 1  Gram reaction

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    图式 1  控制实验

    Scheme 1  Control experiment

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    图式 2  可能的机理

    Scheme 2  Possible mechanism

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    表 1  反应条件的筛选a

    Table 1.  Screening of reaction conditions

    Entry Solvent Temp./℃ Yieldb/% (3a/5)
    1 DCE 60 0
    2 THF 60 0
    3 1, 4-Dioxane 60 0
    4 DMF 60 0
    5 CF3CH2OH 60 38/21
    6 EtOH 60 8/0
    7 HFIP 60 Trace
    8 MeOH 60 61/23
    9 MeOH 25 0/87
    10 MeOH 40 67/16
    11 MeOH 80 86/0
    12 MeOH 100 51/0
    a Reaction conditions: 1a (0.2 mmol), 2a (0.4 mmol), [Cp*RhCl2]2 (5 mol%), AgOAc (1 equiv.), Solvent (1 mL), 14 h; b Isolated yields are given.
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    表 2  丙酮肟苯醚底物拓展a

    Table 2.  Substrate expansion of acetoxime phenyl ether
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    表 3  烯烃底物拓展a

    Table 3.  Expansion of olefin substrate
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  • 发布日期:  2020-08-01
  • 收稿日期:  2020-04-13
  • 修回日期:  2020-05-22
  • 网络出版日期:  2020-05-29
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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