电化学介导的去芳构螺环化反应研究进展与挑战

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问题:

润色语句,使得表达更准确,更有逻辑性 在电极和有机化合物之间通过电子传输可以实现多种有机化学转化。其中,电化学介导的去芳构化反应可以从简单的平面型芳香或杂芳香化合物出发,通过阳极氧化或阴极还原等过程,使得芳香化合物发生预期的分子间或分子内螺环化反应,所形成的Wheland络合物中间体、Meisenheimer络合物中间体或螺环芳烃自由基,可以通过后续的转化反应,最终生成多种具有三维立体结构的复杂螺环化合物(图4a)。1987年,Swenton课题组利用取代的苯酚底物作为起始原料,通过阳极氧化以及分子内烯烃的亲核螺环化等过程,成功实现了螺二铜骨架的构建。随后,不同边链取代的甲基氧苯酚类底物也被发现能够实现目标的电催化螺环化反应,且到目前为止,研究最为广泛。例如,Ishikawa,Nishiyama,黄申林和雷爱文等人通过阳极氧化产生Wheland中间体以及一锅法的亲核环化反应构建了一系列去芳构化的螺环化合物;同时,郭凯,陈前进,王磊和Ackermann等人对含有炔烃边链的苯酚类衍生物通过自由基启动的电化学去芳构化反应,也成功实现了螺环骨架的构建。此外,叶克印,朱庭顺,Gonzalez-Gomez和Moeller等人报道了其它芳环以及吲哚,噻吩,呋喃等杂芳环的电化学去芳构螺环化反应,但相关的研究较少,且常会伴随其他副产物的生成(图4b)。综上,到目前为止,电化学介导的去芳构螺环化反应主要依赖于电氧化条件形成相应的螺环Wheland络合物或者芳烃自由基,然而通过电还原策略形成相应的螺环Meisenheimer络合物的方法则鲜有报道,此外,利用手性配体或者手性电极、手性电解质、手性溶剂等参与的不对称电化学合成反应可以有效构建含有多个立体中心的螺环化合物,是未来急需探索和解决的领域。

回答:

在电极和有机化合物之间通过电子传输可以实现多种有机化学转化。其中,电化学介导的去芳构化反应可以从简单的平面型芳香或杂芳香化合物出发,通过阳极氧化或阴极还原等过程,使芳香化合物发生预期的分子间或分子内螺环化反应。所形成的Wheland络合物中间体、Meisenheimer络合物中间体或螺环芳烃自由基,可以通过后续的转化反应,最终生成多种具有三维立体结构的复杂螺环化合物(图4a)。

1987年,Swenton课题组利用取代的苯酚底物作为起始原料,通过阳极氧化以及分子内烯烃的亲核螺环化等过程,成功实现了螺二铜骨架的构建。随后,不同边链取代的甲基氧苯酚类底物也被发现能够实现目标的电催化螺环化反应,且至今研究最为广泛。例如,Ishikawa、Nishiyama、黄申林和雷爱文等人通过阳极氧化产生Wheland中间体,并通过一锅法的亲核环化反应构建了一系列去芳构化的螺环化合物。同时,郭凯、陈前进、王磊和Ackermann等人对含有炔烃边链的苯酚类衍生物,通过自由基启动的电化学去芳构化反应,也成功实现了螺环骨架的构建。

此外,叶克印、朱庭顺、Gonzalez-Gomez和Moeller等人报道了其他芳环以及吲哚、噻吩、呋喃等杂芳环的电化学去芳构螺环化反应,但相关研究较少,且常伴随其他副产物的生成(图4b)。

综上所述,到目前为止,电化学介导的去芳构螺环化反应主要依赖于电氧化条件形成相应的螺环Wheland络合物或者芳烃自由基。然而,通过电还原策略形成相应的螺环Meisenheimer络合物的方法则鲜有报道。此外,利用手性配体、手性电极、手性电解质或手性溶剂等参与的不对称电化学合成反应,可以有效构建含有多个立体中心的螺环化合物,这一领域是未来急需探索和解决