定義

Petasis反應是Petasis boronic acid-Mannich 反應的簡稱，由硼酸與胺和羰基化合物三組分發生偶聯的反應。

反應通式

起源

1993年，N. A. Petasis報道了一個新型的多組分反應，即二級胺、多聚甲醛與(E)-烯丙基硼酸發生三組分反應，制備烯丙胺。由于反應中烯基或芳基硼酸起到類似于Mannich反應中烯醇的作用，故又稱為Petasis boronicacid-Mannich 反應或Petasis boronic-Mannich反應。

Petasis反應的一般特征

Petasis反應底物的適用范圍很廣，反應很容易進行

通常反應的產物是有機合成的重要中間體

后處理通常包括酸-堿萃取，以除去未反應的硼酸

烯基硼酸與胺-多聚甲醛體系反應時，雙鍵的構型保持不變

生成的烯丙胺具有很高的立體選擇性

通常甲醛作為羰基來源，也可以用其他的醛和酮進行反應

當乙醛酸或a-酮酸用作羰基組件,產物為a-胺基酸

通過末端炔烴與鄰苯二酚硼烷的縮合反應，再經乙烯基硼酸酯的水解反應可制得硼酸;

有機硼酸中以烯基硼酸和富電子的芳基硼酸反應活性最高

乙烯基硼酸酯也可以參與反應，但將導致產物純化困難

芳基硼酸酯和有機三氟硼酸鉀也是可行的底物

機理

Petasis反應的機理還沒有完全確定。反應的第一步，羰基化合物與胺混合可能生成三種產物，即亞胺鹽A，二胺B和a-羥基胺C，亞胺鹽不能和硼酸進行反應，因此中間體B和C可以進一步反應生成產物。最有可能的事，反應通過中間體C進行，羥基進攻親電試劑硼酸，隨后烯基轉移生成烯丙胺和副產物硼酸。

反應實例

1) Regioselective Synthesis ofFunctionalized Dihydropyrones via the Petasis Reaction

J. Org. Chem. 2020, 85, 2,1285-1290

2) Photoredox-Catalyzed MulticomponentPetasis Reaction with Alkyltrifluoroborates

Org. Lett. 2019, 21, 12,4853-4858

3)Enantioselective Organocatalytic Three-Component Petasis Reaction amongSalicylaldehydes, Amines, and Organoboronic Acids

Org. Lett. 2012, 14, 4,976-979

4) Reactivity and Synthetic Applications ofMulticomponent Petasis Reactions

Chemical Reviews  2019, 119, 20, 11245-11290

5) Translation of the copper/bipyridine-promotedPetasis reaction to solid phase-coupled DNA for encoded library synthesis

Bioorganic & Medicinal Chemistry, Volume 28,Issue 9, 1 May 2020, 115441

6) Concise synthesis of α-amino cyclic boronatesvia multicomponent coupling of salicylaldehydes, amines, and B2(OH)4

Green Chem., 2020,22,2184-2190 

7) Secondary amine selective Petasis (SASP)bioconjugation

Chem. Sci., 2020,11, 53-61 

評述

    Petasis反應發展至今不到30年，由于該反應條件溫和，適用范圍廣，得到了非常廣泛和深入的研究。該反應可以用于多種生物活性化合物的合成以及多羥基生物堿的全合成研究。近年來，該反應在底物適應范圍、反應條件、不對稱合成等多方面都得到了極大的拓展。相信今后，Petasis反應還將在生物化學科學中做出重大貢獻。

參考

1) László Kürti, Barbara Czakó. StrategicApplications of Named Reactions in Organic Synthesis

2) Jie Jack Li. Name Reactions: A Collection ofDetailed Mechanisms and Synthetic Applications

3) 黃培強.有機人名反應、試劑與規則