Катализатор

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 14251 (2023) Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В этой статье мы сообщаем об экологически чистом подходе к селенилированию связи C(sp2)–H имидазопиридинов и других N-гетероаренов, а также простых аренов при температуре окружающей среды. Этот новый протокол состоит из реакции между (N-гетеро)-аренами и системой реагентов диорганилдиселениды и трихлоризоциануровая кислота (TCCA)-этанол. За короткое время реакции желаемые селенилированные продукты были получены региоселективно с хорошими выходами, с толерантностью к широкому диапазону функциональных групп.

Строительство связи C–Se вызывает все больший интерес в органическом синтезе, поскольку эти соединения обладают захватывающими биологическими характеристиками1,2,3,4. В этом отношении диорганилселениды хорошо известны своими разнообразными биологическими свойствами, в основном их антиоксидантной, противовоспалительной, антиальцгеймерской и противораковой активностью5,6,7,8,9. Эти вездесущие структуры играют фундаментальную роль в современном органическом синтезе и используются в ряде реакций в качестве катализаторов, лигандов и синтетических промежуточных продуктов в общем синтезе, а также в ионных жидкостях10, 11. Они также применяются в материаловедении12. Таким образом, научные исследования привели к важным открытиям, касающимся селективного образования связей C-Se, и в этом контексте примечательным подходом являются реакции прямого селенилирования2, 3, 10, 13,14,15,16,17.

Аналогичным образом, N-гетероарены, например, имидазо[1,2-a]пиридин (IP), имидазо[2,1-b]тиазол и индол, являются привилегированными каркасами18,19,20, учитывая их фармацевтические, биологические и материаловедческие применения18, 20,21,22. Эти мотивы присутствуют в нескольких коммерчески доступных лекарствах (рис. 1), что подчеркивает важность этих ядер19,20,21. Поэтому они рассматриваются как структуры, представляющие интерес для органического синтеза23,24,25,26,27,28.

Биологически значимые имидазо[1,2-а]пиридин (ИП), индол и селенилированные N-гетероарены.

Учитывая терапевтические свойства (N-гетеро)аренов и биологическую значимость селенорганических соединений, молекулярная гибридизация этих структур может привести к созданию молекул с многообещающими биологическими свойствами (рис. 1)29,30,31. В связи с этим новая синтетическая методология построения связи C–Se в (N-гетеро)аренах стала горячей точкой исследований2,3,4,36,37,38,39,40,41,42,43.

В отличие от реакций кросс-сочетания, образование N-гетероаренсодержащих органоселенидов посредством функционализации связи C(sp2)-H обеспечивает простой одностадийный путь образования связи. Этот подход остается недостаточно изученным, хотя прямая функционализация C–H является экономичной и более экологичной альтернативой. Для этого типа прямого селенилирования связи C(sp2)-H (N-гетеро)аренов диорганилдиселенидами возможны два пути: (a) нуклеофильные частицы из аренов, генерируемые in situ44, 45 и (b) электрофильные частицы из диселениды, генерируемые in-situ46, 47. С точки зрения практичности первый путь ограничен из-за узкого объема субстрата, в то время как разработка нового метода, включающего активацию диселенидов посредством более позднего пути, весьма желательна.

Хотя они обладают хорошими характеристиками, некоторые из ранее использовавшихся методов связаны с ограничениями с точки зрения применимости/устойчивости, например, предварительно функционализированные партнеры сочетания, незеленые растворители, избыток селенорганического источника, ограниченный объем субстратов, длительное время реакции и высокие температура, низкоатомная экономика, катализатор на основе переходных металлов, реагенты с неприятным запахом и многостадийные процессы.

С другой стороны, трихлоризоциануровая кислота (TCCA), зеленый агент хлорирования48, представляет собой стабильный и недорогой реагент, обычно встречающийся в коммерческих продуктах для дезинфекции бассейнов49. Благодаря высокому содержанию электрофильного хлора и простоте обращения он используется в качестве эффективного источника хлора в нескольких реакциях хлорирования органических соединений, а также в реакциях окисления50.