吡咯2,5-位选择性烯基化文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

经过半个世纪的发展，过渡金属催化的偶联反应取得了显著的成就。在众多已建立的方法学中，钯催化直接C-H键活化已经成为构成化合物的碳链骨架、官能团转化和杂环合成的有效方法。虽然相对于传统的有机化学反应，过渡金属催化的C-H活化反应具有明显的优势，但是同时也给人们带来了新的挑战，例如C-H键的反应活性，反应的区域选择性，化学选择性和立体选择性。

由于一个化合物中往往存在多个C-H键，他们的解离能之间差距又不是很大，如何高区域选择性地实现某一C-H键的官能团化成为了最急需解决的难题，严重制约了C-H键活化反应在实用领域的应用。目前，解决这一问题的方法主要有以下几种：通过导向基团调控，通过配体调控，通过催化剂调控以及通过电性/位阻调控。我们认为导向基团虽然能很好的控制邻位选择性，但是导向基团的引入和去除是一个很大的问题，不符合原子经济性。配体和催化剂虽然能调节反应位点，但是大多价格昂贵，且底物适用性较窄。相对而言，如果能通过其他反应条件，比如溶剂和氧化剂等，调控反应位点将会带来很多方便。

含吡咯结构的天然产物和药物在自然界中广泛存在，具有独特的生理功能。但是，目前对吡咯的C-H活化的研究还比较少，主要是由于吡咯在加热或酸性条件下不稳定，自身容易聚合或者氧化。Gaunt课题组和Itami课题组于2006年和2014年分别报道了吡咯的2,3-位的选择性烯基化反应和芳基化反应。Gaunt课题组通过增加吡咯N上取代基的位阻使反应发生在C3-位。Itami等则使用不同的催化剂，Pd(0)催化得到C2-芳基化的产物，Rh(I)催化得到C3-芳基化的产物。

在前期的研究中，我们通过溶剂调控实现了第一例3,4-二取代吡咯的2,5-位的选择性氧化Heck反应。甲苯作为溶剂时，烯基化发生在吡咯的2-位；而DMF/DMSO作为溶剂时，反应发生在5-位。我们改变了吡咯3-位，4-位，N原子上的取代基和烯烃，发现大多数底物均能以良好的收率和选择性得到C2-烯基化和C5-烯基化产物。C2-烯基化产物的收率最高能达到92%(gt;95:5)，C5-烯基化产物的收率最高能达到74%(1:13)。大量的条件筛选和机理研究发现DMSO在反应中作为配体与Pd(II)络合后调控反应的选择性。C5-位烯基化的产率和选择性随着DMSO的增加逐渐增加，40 mol %的DMSO就能逆转反应的选择性，使C5:C2从1:1.5增加到1.5:1，当DMSO(11 equiv, 0.4 mL)时产率最高，达到73%。

但是在底物适用性研究中，我们都使用了3-酯基取代的的吡咯，推测酯基能够通过其弱导向作用实现选择性C2-烯基化，而DMSO能与Pd(II)络合，破坏酯基的导向作用。那么如果将酯基换成其他基团，会不会影响反应的选择性？DMSO能不能破坏其他基团的导向作用？如果用没有导向作用的三氟甲基取代，结果又会如何？我们计划合成一系列3-氰基，酰胺，硝基，三氟甲基，酯基，酰基和3-无取代的吡咯底物，观察其在不同溶剂中的区域选择性。

参考文献：

[1] Ueda K.; Amaike K.; Maceiczyk R. M., et al., beta;-selective C-H arylation of pyrroles leading to concise syntheses of Lamellarins C and I. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13226-13232.

[2] Beck E. M.; Grimster N. P.; Hatley R., et al., Mild aerobic oxidative palladium(II) catalyzed C-H bond functionalization:thinsp; Regioselective and switchable C-H alkenylation and annulation of pyrroles. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2528-2529.