意外的发现：两步重排实现的[1,5]-烯丙基迁移反应

重排反应在有机反应中占有举足轻重的地位，它是分子的碳骨架发生重排从而得到结构异构体的化学反应，通常涉及到某个取代基的迁移重排过程。而其中分子内烯丙基的迁移也研究较广，并且广泛应用于有机合成领域之中。在此前的相关研究报道中，通过[3,3]-和[2,3]-σ重排反应，例如Cope重排以及[2,3]-Wittig重排等经典有机人名反应，可以实现分子内的[1,2]-和[1,3]-烯丙基迁移（图1a）。然而，通过[3,5]-σ重排实现[1,5]-烯丙基迁移的反应几乎没有被报道，究其原因，可能是[3,5]-σ重排的电子轨道不符合Woodward−Hoffmann规则，因而此类反应难以轻易实现（图1b）。

图1. 具有代表的烯丙基迁移反应及本工作介绍

近日，香港科技大学童荣标老师（点击查看介绍）课题组报道了经由连续的Achmatowicz/Oxonia‒Cope/Retro-Achmatowicz重排实现了[1,5]-烯丙基迁移反应，该反应以带有烯丙基侧链的呋喃醇类化合物为起始原料，在连续扩环-缩环后，成功得到了一系列[1,5]-烯丙基迁移产物（图1c）。此篇报道也是基于课题组之前一系列关于Achmatowicz重排反应及其应用（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202115384; ACS Catal. 2021, 11, 3740）的研究基础上的意外发现。

图2. 意外发现的[1,5]-烯丙基迁移产物

在得到的Achmatowicz重排产物2a后，作者尝试在路易斯酸作用下进行Prins反应，从而构建具有八元环结构的产物3a'。然而，在此过程中，反应意外的监测到了[1,5]-烯丙基迁移产物3a，受此启发，作者尝试了一步直接转换生成[1,5]-烯丙基迁移产物的各种条件，都未能成功得到目标产物（图2）。

图3. 底物扩展

接着，作者在确定最优条件之后，对底物的普适性展开了研究。文章中探讨了化合物结构上不同取代基对反应的影响，R₁基团无论是烷基、芳基还是其他不饱和的双键或叁键对反应活性并未有明显影响；改变烯丙基侧链的取代基时，作者观测到化合物1s在标准条件下，存在三个竞争反应−Prins反应vs Friedel−Crafts烷基化vs [1,5]-烯丙基迁移（图3）。随后，作者还研究了烯丙基双键上的取代基对反应的影响，实验结果表明生成Prins产物与[1,5]-烯丙基迁移产物的两个过程为竞争关系，并且化合物结构上的取代基会影响到这两个竞争反应。

图4. 可能反应机理及结构上取代基影响

文章也提出了该反应经历的机理过程，Achmatowicz重排产物2在酸性条件下得到中间体I，此中间体可以通过路径A发生Prins环化，也可以通过路径B发生Oxonia Cope重排后，经历连续的扩环/缩环过程，最后芳构化得到最终[1,5]-烯丙基迁移产物（图4）。

综上所述，该课题报道了经由两步重排实现的[1,5]-烯丙基迁移反应，在温和的条件高效率的构建了一系列2,5-取代呋喃。文章中详细的介绍了可能的反应机理，也对该产物的进一步衍生化反应进行了各种尝试。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition，文章的第一作者是香港科技大学博士后张夏妍。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

1,5-Allyl Shift by a Sequential Achmatowicz/Oxonia-Cope/Retro-Achmatowicz Rearrangement

Xiayan Zhang, Yi Tong, Gang Li, Hao Zhao, Guanye Chen, Hongliang Yao, Rongbiao Tong

Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202205919

童荣标博士简介

童荣标，现任香港科技大学化学系副教授，博士生导师。1996-2003年于湖南大学化学化工学院学习并获理学学士与硕士学位。2003-2008年于美国艾莫莉大学（Emory University）化学系攻读博士学位，师从Frank E. McDonald教授研究聚环氧化合物的仿生环化反应并应用于天然产物的全合成（Abudinol），于2008年获得理学博士学位（化学）并获得杰出成果奖（Charles Lester Award）。2008-2011年在美国宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）Amos B. Smith, III教授实验室从事博士后研究，发展了一系列的适用于三组分负离子接力化学（Anion Relay Chemistry）的关键连接子。2011年7月起任香港科技大学化学系助理教授，开始独立建立实验室从事有机合成研究，2017年7月提升为副教授（长聘教授）。曾获得Asian Core Program Lectureship Award，Young Career Focus及Thieme Chemistry Journal Award等荣誉。

https://www.x-mol.com/university/faculty/7074