Synthesis of 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-yl-2-(2-cyanophenyl)-acetate by Transition Metal-Free Radical Cleavage Reaction from α-Bromoindanone

Abstract

In this paper, the synthesis of 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl-2-(2-cyanophenyl)acetate from bromoindanone with sodium azide and 2,2,6,6-tetramethylpiperidine nitrogen oxide was reported. The carbon-carbon bond cleavage of bromoindenone was realized with transition metal-free catalysis and a series of aryl 2-cyano-phenylacetate compounds were obtained. This method was an expansion of cyanophenylacetate' synthesis, and the reaction mechanism was verified by computational chemistry. The experiment was carried out under mild conditions with transition metal-free catalysis and with broad substrate scope. Keywords indanone; 2-cyanophenylacetate; radical cleavage reaction; transition metal-free 氰基官能团广泛存在于天然产物、药物分子和功能 材料中(图 1) [1] , 如含芳香氰天然产物 Mycalisine A、含 氰苷类天然产物 Glycoside、含烷基氰天然产物 Cyano-puupehenol、含 α,β-不饱和氰天然产物 Ambiguinine G nitrile. 根据现有药理学研究表明, 上述含氰基天然产 物具有优异的生物活性, 涵盖了抗中枢神经系统病变、 抗肿瘤、抗病毒、抗菌等多个方面 [2] . 在小分子药物中, 含氰基的药物占有非常重要的地位, 目前市售上市的含 氰基的药物已有三十余种, 如抗抑郁药物依地普仑 (Lexapro)、用于晚期乳腺癌治疗的瑞宁得(Arimidex)和 来曲唑(Femara)以及用于治疗肌肉萎缩的 Ostarine 等, 其年销售额均有数十亿美元 [3] . 有机氰化物是非常重要 的有机合成中间体 [4] , 在一定条件下可转化为酰胺 [5] 、 酸 [6] 、醛 [7] 、酯 [8] 、亚胺 [9] 、杂环 [10][11] 、胺 [12] 和肟 [13] 等多 种具有重要合成价值的中间体. 除此之外, 近年来还发 展了多种基于氰基脱除的碳-碳、碳-杂原子偶联反应, 进一步拓展了氰基在有机合成中的转化 [14] .有机含氮化合物(酰胺、肟和叠氮等)在不同条件下 可以发生多种不同转化生成氰基化合物 [15][16][17] , 而通过叠 氮参与的碳-碳键断裂反应构建氰基结构近几年受到了 广泛的关注. 近年来, 相关反应发展迅速, Chiba 课题 组 [18] 报道了 α-叠氮酮在 Cu(OAc) 2 催化、氧气氛围下可 有机化学 研究论文 2172 http://sioc-journal.cn/