過渡金屬催化是將惰性C−H鍵轉化為有價值功能基團的基本策略。然而,在無偏向的碳氫框架中實現遠端C−H鍵的區域選擇性活化仍具挑戰性。特別是遠端的C(sp3)−H鍵功能化更為困難,因為分子構象的靈活性傾向於近端C−H鍵的活化。
本研究展示了一種利用設計的O-烯丙基酰胺酯(OAAE)配體,催化鈀金屬活化無偏向脂肪羧酸中γ-亞甲基及亞甲基C−H位點的策略。該方法可直接將脂肪羧酸底物轉化為遠端脫氫的γ-內酯及雙脫氫的γ-螺內酯。機理研究表明,反應途徑涉及Pd(II)介導的γ-C(sp3)−H活化,隨後脫氫及分子內環化。
這些帶有不飽和側鏈的內酯是合成複雜天然產物和藥物的重要中間體。例如,利用此策略,研究團隊從瑪格麗酸出發,僅用三步便快速合成了來自刺果番荔枝(soursop)及拉克斯曼果(laxman phal)的muricatacin及其類似物,並評估其抗癌活性,展示了該方法在快速獲取生物相關骨架及傳統醫藥應用中的潛力。
此外,所引入的遠端脫氫反應為遠端功能化開啟了新途徑,簡化了多樣生物活性分子的合成流程,提升了步驟及原子經濟性。這一策略有望推動天然產物合成及藥物開發領域的進展。