催化量的5,10,15,20-四(4-二乙基氨基苯基)卟啉促进香豆素的无金属C(3)-H芳基化外文翻译资料

催化量的5,10,15,20-四(4-二乙基氨基苯基)卟啉促进香豆素的无金属C(3)-H芳基化

作者：Masahiro Kojima,Kounosuke Oisaki and Motomu Kanai

单位：东京大学药学院研究生院

摘要：在催化量的5,10,15,20-四(4-二乙基氨基苯基)卟啉的存在下实现了香豆素的无金属C-H芳基化。这种温和且环保的Meerwein芳基化反应提供了一种简便的、高产率的3-芳基香豆素合成方法。

关键词：香豆素; Meerwein芳基化; 3-芳基香豆素

在药物化学，化学生物学和材料化学中，香豆素代表了一个非常理想的结构基序^[1-3]。例如，最近有报道称3-芳基香豆素可作为单胺氧化酶B(MAO-B)抑制剂^[1]，对设计针对帕金森氏症和阿尔茨海默氏病的新药具有重要意义。香豆素衍生物在化学生物学中也起着至关重要的作用，因为它们在生理条件下的荧光特性是可以控制的^[2]。香豆素基染料则用于人造光收集材料中，并在有机发光二极管中用作掺杂剂^[3]。因此，一种新的合成方法使香豆素有效多样化将可能有助于化学科学的各种领域。香豆素的直接催化C-H键功能化为扩展现有香豆素库提供了一种简便，温和，原子高效且环境友好的选择。实际上，据报道钯催化的C(3)-H和C(4)-H芳基化分别提供了各种3-和4-芳基香豆素^[4]。然而，这种合成方法受到高温、化学计量量金属氧化剂的需要以及其有限的官能团耐限的严重限制。直接对香豆素进行C(3)-H芳基化的另一种经典方法是Meerwein芳基化^[5]，但特别是铜介导的香豆素的Meerwein芳基化的收率低至中等^[6]。在此，我们想报告一种卟啉介导的香豆素的(3)-H酰基化。

2012年，Kouml;nig披露了在暴露于光辐射（可见光）^[7a]，反应条件温和，以及不存在对环境有害的金属催化剂情况下的Eosin Y介导的Meerwein芳基化，这种无金属的反应方案特别有吸引力。不久之后，Kouml;nig进行了开创性的工作，随后又有几篇关于（杂）芳烃^[7a]，烯烃^[7f]，炔烃^[7b,7c]，和异腈^[7h]的无金属Meerwein芳基化的报道。在另一方面，一些催化和/或化学计量的过渡不含金属的促进剂，例如有机染料^[7]，TEMPONa^[8]，碘化物^[9]，抗坏血酸^[10]，过氧化苯甲酰^[11]，碱^[12]或甲醇^[13]来介导Meerwein型芳基化。然而，据我们所知，迄今为止，这些无金属芳构化方法都还没有应用于香豆素的C-H芳构化^[14]。

我们最初的假设是基于这样的想法，即化学上比Eosin Y更稳定的有机电子介体应能使香豆素的无金属C-H芳基化。这种稳定介体的一个很好的例子是卟啉，卟啉作为人造光合作用系统中的稳健电子介体具有良好的记录^[15]。通过一次电子氧化形成的无金属卟啉的有益电子给体能力及其自由基阳离子的有利电子接受能力，应使这些化合物成为涉及氧化还原过程的合成转化的理想催化剂候选物^[16]。

最初，我们研究了5,10,15,20-四苯基卟啉4a-f的催化量，以评估其促进香豆素和4-甲氧基苯重氮四氟硼酸盐的C(3)-H芳基化的潜力（2a；entries 1-6；Table 1）。

^a通过¹H NMR确定产率; ^b黑暗中; ^c孤立的产量; ^d暴露于可见光照射下。

Table1 优化反应条件

使用5,10,15,20-四（4-氨基苯基）卟啉（4c）提供目标香豆素3a，收率17%（entry 3；Table 1）。尽管4d可能由于其极低的溶解度而不能促进反应^[17]，但从4e中获得了3a的最高收率（24%；entry 5；Table 1），因此，有无光都不会显著影响收率，表明有热反应途径（entry 7；Table 1）。确定了10 mol%的4e（entries 5，8，9；Table 1）和40℃的最佳反应条件，其3a收率为63%（entry 10；Table 1）。在没有4e的情况下，反应没有进行（entry 11；Table 1），先前报道的启动子以较低的产率提供了3a（0-15%；entries 12-15；Table 1）。这些观察结果表明4e是香豆素的Meerwein型C-H芳基化的最有效的有机启动子^[18,19]，由此单独的N，N-二乙基苯胺部分不能提供3a（entry 16；Table 1），这暗示了卟啉骨架的存在是必不可少的。

随后，利用优化的反应条件对香豆素衍生物的范围进行了评价（Table 2）。

^a使用了2.5当量的1h

Table2 香豆素衍生物的范围

具有给电子基团（例如，Me，OMe，OEt，OH或NEt₂）的香豆素以良好的产率提供了3b-f（61-78%；entries 2-6；Table 2）。缺电子的6-硝基香豆素（1g）以及酰胺取代的香豆素1h分别以36％和60％的收率提供了相应的目标化合物（entries 7，

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