N-杂环卡宾催化可实现通过酰基插入Smiles重排对芳烃进行双功能化

《Nature Communications》：Arene difunctionalization through an acyl-inserting Smiles rearrangement enabled by N-heterocyclic carbene catalysis

　　

摘要

芳烃双功能化策略为一步法同时引入两个官能团提供了有效途径。尽管已有诸多进展，但ipso/para-选择性芳烃转化反应仍不够成熟。在此，我们报道了一种由N-杂环卡宾（NHC）催化的自由基反应方案，用以解决这一难题。该反应通过独特的酰基插入Smiles重排机制实现，其中自由基Meisenheimer中间体在重新芳香化之前被NHC结合的自由基捕获。随后通过酮类脱质子作用重新生成离子型Meisenheimer中间体，从而完成重排反应，得到1,4-双功能化芳烃。这种有机催化方案具有广泛的底物适用性，能够容纳多种官能团，并以优异的产率（96个案例，产率高达98%）生成酰基化苯胺衍生物。此外，通过环扩张策略合成苯并[b]唑烷类化合物以及对类似药物分子进行后期功能化改造，进一步展示了该方法的合成潜力。结合实验与计算研究所得的机理分析，有助于理解该反应独特的反应活性以及优异的位点选择性。