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謝衛(wèi)青博士2002年畢業(yè)于蘭州大學，獲理學學士學位。2007年于上海有機所獲得博士學位，導師馬大為研究員。畢業(yè)之后留在上海有機所，任助理研究員。2009年赴美國西南醫(yī)學中心開展博士后研究工作。2011年重新回到上海有機所任副研究員。2015年作為青年英才引入西北農(nóng)林科技大學，任教授、博士生導師。主要研究方向為有機小分子催化的不對稱反應及其在天然產(chǎn)物全合成中的應用、具有重要生理活性天然產(chǎn)物合成、基于天然產(chǎn)物的化學生物學研究等。

眾所周知，在化學分子中，結構決定著性質，性質決定著用途。許多具有重要生理活性的天然產(chǎn)物分子就是依賴于它們獨特的三維化學結構，尤其是當分子中有季碳存在的時候，季碳會對分子結構有重要的影響。有時候，有的系列天然產(chǎn)物都會具有季碳或者連續(xù)的季碳如天然產(chǎn)物communesin F，perophoramidine, tochuinyl acetate和herbertenolide中都具有連續(xù)的手性季碳（圖1）。

圖 1 具有連續(xù)季碳手性中心的天然產(chǎn)物

而對于手性季碳的構建一直都是有機合成化學中的難點，也面臨著諸多挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的構建季碳的方法包括周環(huán)反應、烷基化反應、過渡金屬催化的反應以及自由基反應等，但這大多數(shù)方法構建一個季碳比較有效，要是構建不同連續(xù)的季碳，仍然需要開發(fā)新的方法。

近期，有人報道了通過光解脫羧構建連續(xù)季碳的方法（圖 2a），但底物比較受限。本文作者則是希望在他們課題組氧化去甲酰化反應的基礎上，鄰位帶有甲?；耐衔?/span>3在雙氧水氧化作用下，脫去甲酸并分子內重排，發(fā)生縮環(huán)反應從而構建了連續(xù)的兩個季碳，得到化合物5，可能的副反應則是另一種重排方式得到開鏈的二酸化合物6（圖 2b）。

圖 2 作者構建連續(xù)季碳的設想

首先，作者以一系列α-位帶有甲酰基的環(huán)己酮為底物，在乙酸乙酯作溶劑，加入雙氧水并室溫反應的條件下，對該氧化縮環(huán)反應的底物中取代基進行了研究，發(fā)現(xiàn)α-位不帶有取代基時反應不能發(fā)生，一側α-位帶有取代基且為季碳時縮環(huán)反應發(fā)生，得到帶有一個季碳中心的五元環(huán)，但同時生成大量開鏈的副產(chǎn)物。只有當羰基兩側α-位都帶有取代基，且都為季碳時，才能以良好的收率得到縮環(huán)產(chǎn)物。

圖 3 底物中取代基的影響

接著，作者對該反應的底物進行了擴展，可以看出，當?shù)孜餅閹в新莪h(huán)結構的環(huán)己酮時（3e-3l），能以非常優(yōu)秀的產(chǎn)率和區(qū)域選擇性得到帶有連續(xù)兩個季碳手性中心的五元環(huán)化合物。而對于非環(huán)狀的羰基兩側α-位帶有取代基且為季碳的底物（3d,3m,3n,3o）時產(chǎn)率良好，但選擇性明顯下降。值得一提的時，橋環(huán)底物3p能以優(yōu)秀的產(chǎn)率和選擇性得到非常有用的帶有連續(xù)兩個手性中心的5-6并環(huán)產(chǎn)物，且產(chǎn)物中的羧基和雙鍵都可以進一步衍生化。而對于羰基一側α-位帶有叔碳或者不是手性中心的底物（3c,3q,3r,3s-v）也能以中等到優(yōu)良的產(chǎn)率得到相應的縮環(huán)產(chǎn)物。

圖 4 底物的擴展

另外，作者還研究了該反應的手性保持情況，從手性純的底物3出發(fā)，在標準氧化縮環(huán)條件下，產(chǎn)物都能以良好到優(yōu)秀的ee值使手性保持（圖 5）。

圖 5 反應的手性保持研究

圖 6 氧化縮環(huán)反應的應用

為了研究該反應的實用性，作者從已知原料7出發(fā)，合成了手性酮化合物8，在羰基的另一側α-位裝上甲?；图谆玫?/span>9a和其差向異構體9b，再分別在雙氧水、乙酸乙酯條件下以優(yōu)秀的產(chǎn)率得到縮環(huán)產(chǎn)物10a和10b, 再分別經(jīng)過三步和兩步簡單的轉化就可以合成兩個帶有連續(xù)季碳手性中心的天然產(chǎn)物（圖 6）。

總結

謝衛(wèi)青教授課題組報道了他們通過雙氧水條件下的氧化縮環(huán)反應，構建了連續(xù)的手性季碳，該反應條件溫和，產(chǎn)率優(yōu)良，在連續(xù)季碳中心的構建以及天然產(chǎn)物的合成中具有重要應用價值。