Barton酯在合成上的应用简述

1. 概述

Barton酯在1983年被报道出来后经过多年的发展，目前已经在合成上大量应用。其通过羧酸形成barton酯后均裂脱羧或者脱羧再被其他官能团替代形成碳碳键，碳氧键，碳硫键，碳硒键和碳卤键。由于其形成自由基片段的极大灵活性，其已被大量应用于合成有生物活性的化合物如糖，氨基酸，维生素，萜类化合物等等。

其机理如下：羧酸形成的barton酯在光或者热的引发下酯氮氧键均裂，形成酰氧基自由基，其再脱出一分子二氧化碳形成烷基自由基。烷基自由基最后与目标底物反应形成新键。

2. Barton酯在合成上的应用
2.1 还原性脱羧
Barton酯在氢供体例如：TBTH，TTMSS或者t-BuSH的存在下，加热可以脱羧。Shuto研究小组在合成氟哌啶醇衍生物时就应用了这一方法。其关键环丙基结构（化合物5）可以通过barton酯立体选择性构建出。

这一反应在不同还原剂，引发剂，溶剂还有温度的条件下的产物的异构比例如下（表一）：

2.2 碳碳键的形成
碳碳键的形成一般是在有烯丙基和乙烯基的存在下barton酯均裂原位形成。Barton小组就应用了这一方法合成了KDO衍生物（图四），较之前的方法提高了立体选择性。

2.3 脱羧氧化
Barton酯在氧气存在下均裂可以形成碳氧键，早在1984年Barton小组就报道了其在合成萜类化合物时应用了这一方法。Tadano小组合成 (-)-Verrucarol的时候也应用了这一方法（图五）。Barton酯均裂后形成亚甲基自由基捕获氧分子，再在t-BuSH的存在下还原为消旋的羟基化合物。

Hatakeyama小组在合成Paeoniflorin时也用了这一方法（图六），Barton酯在氧分子存在下转换为羟基化合物。

2.4 碳硫键的形成
Barton小组1987年就发现Barton酯可以在光催化下低温而试剂用量不多的情况下形成碳硫键。其后Procopiou小组在合成Butylidene及其衍生物中也应用了这一方法（图七）。Baoton酯与需要的片段的二硫化合物反应从而形成碳硫键。

2.5 碳卤键的形成
在光催化或者加热回流的条件下，使用四氯化碳或者三氯溴甲烷作为试剂兼溶剂，可以实现barton酯的氯化或溴化。而在苯或者环己烷做溶剂使用碘仿的条件下可以实现Barton酯碘化。Kutner小组在合成25羟基维生素D及其同源化合物时就使用了这一方法（图八）。通过中间体卤代物的合成最终达到了增长一个碳的目的。

2.6 脱羧引入氰基
这一方法避免了常规的引入方法或者酰胺化合物的脱水。常用的氰基试剂是甲磺酰氰或者对甲苯磺酰氰。一个实例如下（图九）

3. 小结
通过以上介绍我们可以看到Barton酯在合成大量不同类型化合物的过程中被使用，可以和不同的底物反应形成新键并且大多数的收率都令人满意。其形成多类型的碳自由基的能力为合成生物活性化合物提供了有力工具。

参考文献：

Tetrahedron 2009, 65, 3563–3572