Angew. Chem.：电化学调控的羟肟酸与烯烃的[4+2]环化和双氧化

1,2-噁嗪和苯并[c][1,2]噁嗪结构单元作为一类重要的氮氧杂环，是一些天然产物和药物的核心骨架。此外，该类杂环可通过氮氧键断裂，得到重要的δ-氨基醇类化合物。不同于1,2-噁嗪可以通过亚硝基化合物和亲双烯体通过D-A反应方便地构建，苯并[c][1,2]噁嗪的合成仍缺少高效便捷的合成策略。

近日，兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室韩丙教授（点击查看介绍）课题组在前期氮氧自由基研究工作的基础上，发现羟肟酸在电化学氧化下产生的氮氧自由基在使用RVC为阳极材料时，可以与苯乙烯等简单烯烃发生[4+2]环化来高效、绿色的构建苯并[c][1,2]噁嗪骨架。此外，当使用碳毡为阳极材料时，该氮氧自由基则与烯烃发生双氧化反应，从而实现了电化学调控的羟肟酸与烯烃的产物多样性合成（图1）。

图1

该策略中[4+2]环化反应具有很好的底物适用性，不仅适用于多种取代的羟肟酸，也适用于各类取代的苯乙烯、降冰片烯、1,3-共轭烯烃以及吲哚衍生物，同时对甾体、萜类、氨基酸以及多肽有很好的兼容性。该反应还具有优异的区域选择性和立体专一性，并可用于含有苯并[c][1,2]噁嗪骨架的并环、稠环以及桥环的合成（图2）。

图2

此外，该策略中烯烃的双氧化部分，除吲哚以外的代表性烯烃都能以良好的立体选择性和中等到良好的产率得到相应的双氧化产物（图3）。

图3

在此基础上，作者通过动力学同位素实验、循环伏安、电子顺磁共振和恒电位电解实验证实羟肟酸在电化学氧化下产生的氮氧自由基是反应的关键中间体，[4+2]环化反应和双氧化反应都经历了氮氧自由基与烯烃的自由基加成。该研究不仅发现了羟肟酸在有机合成中的一种新反应活性并实现了其在有机电合成中的首次应用，而且为电化学氧自由基触发的级联反应以及通过电极材料调谐产物选择性提供了为数不多的实例。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是兰州大学博士研究生魏邦毅，共同一作为兰州大学博士研究生谢栋泰。

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Electrochemically Tuned Oxidative [4+2] Annulation and Dioxygenation of Olefins with Hydroxamic Acids

Bang-Yi Wei, Dong-Tai Xie, Sheng-Qiang Lai, Yu Jiang, Hong Fu, Dian Wei, Bing Han

Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202012209

导师介绍

韩丙

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