8x8ⅹ华人永久免费视颍,中文字幕高清在线中文字幕,高清无码午夜福利在线观看,精品国产人成亚洲区

歡迎來到化學(xué)加!萃聚英才,共享化學(xué)!化學(xué)加,加您更精彩!客服熱線:400-8383-509

新型雙官能團(tuán)氮雜環(huán)卡賓催化的氮雜Michael加成反應(yīng)

來源:化學(xué)加網(wǎng)      2021-06-21
導(dǎo)讀:近年來,不同類型的有機(jī)分子催化劑的出現(xiàn)促進(jìn)了不對稱催化領(lǐng)域的飛速發(fā)展,因此有機(jī)催化劑一直是有機(jī)化學(xué)家的研究重點(diǎn)之一,其中具有代表性的例子是奎寧-硫脲雙官能團(tuán)催化劑,已廣泛用于催化不對稱合成和環(huán)化反應(yīng)(圖1A)。但由于三級胺存在弱堿性的特點(diǎn),導(dǎo)致其并不適用于催化親核性底物,使其應(yīng)用范圍大大受限。因此,開發(fā)新型骨架的雙官能團(tuán)催化劑以擴(kuò)大催化劑的適用范圍是具有重要意義的。

氮雜環(huán)卡賓是一類獨(dú)特的有機(jī)小分子催化劑,其催化的反應(yīng)往往具有無金屬參與、反應(yīng)條件溫和和極性翻轉(zhuǎn)等諸多特點(diǎn), 使其廣泛用于對醛或酯等化合物的羰基碳、α-碳及β-碳的活化、stetter反應(yīng)和多種環(huán)化反應(yīng)中,但有關(guān)含有氫鍵供體的雙官能團(tuán)氮雜環(huán)卡賓的研究卻鮮有報(bào)道。

近日,香港科技大學(xué)黃湧教授和深圳灣實(shí)驗(yàn)室陳杰安研究員合作報(bào)道了新型骨架的雙官能團(tuán)氮雜環(huán)卡賓催化氮雜Michael加成反應(yīng)。相關(guān)成果發(fā)表在ACS catal.上(DOI: 10.1021/acscatal.1c01908)。

圖1 雙官能團(tuán)有機(jī)催化劑。圖片來源:ACS catal.

作者以β-三氟甲基烯酮(1a)和N-(芐氧基)氨基甲酸叔丁酯(2)作為反應(yīng)底物,對催化劑進(jìn)行了篩選(圖2)。首先,作者發(fā)現(xiàn)分別以ABC為催化劑時(shí),反應(yīng)以10%-98%的NMR產(chǎn)率得到α-三氟甲基化胺,但產(chǎn)物的ee值均為0%,意味著反應(yīng)沒有立體選擇性。接著,作者在相同反應(yīng)條件下,以含有氫鍵供體的預(yù)催化劑D為催化劑時(shí),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)能以46%的NMR產(chǎn)率和76%的ee值得到產(chǎn)物3a,說明氫鍵供體對于烯酮的立體選擇性有很大的影響。最后,作者又依次引入了催化劑E、FH、IJ,發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用含有硫脲結(jié)構(gòu)的催化劑F、HI時(shí),反應(yīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的立體選擇性,但產(chǎn)率各不相同。緊接著,作者基于篩選的催化劑F對其余反應(yīng)條件進(jìn)行了篩選。最終,作者確定了以F(20 mol%)為催化劑、LiHMDS(16 mol%)為強(qiáng)堿和甲苯為溶劑的反應(yīng)條件。

圖2 反應(yīng)條件篩選。圖片來源:ACS catal.

在最優(yōu)反應(yīng)條件下,作者考察了β-三氟甲基烯酮底物的官能團(tuán)兼容性(圖 3)。結(jié)果顯示,苯環(huán)帶有甲基、甲氧基、三氟甲基、苯基和鹵素等取代基的β-三氟甲基烯酮底物均可與2發(fā)生反應(yīng),以88%-96%的分離產(chǎn)率和高立體選擇性得到加成產(chǎn)物(3a-3j),當(dāng)Ar為萘環(huán)或9H-芴環(huán)時(shí),反應(yīng)同樣能以優(yōu)異的產(chǎn)率和立體選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物3n3o(86%-89%)。此外,該反應(yīng)還能耐受含有芳香雜環(huán)的β-三氟甲基烯酮底物,能以89%-94%的分離產(chǎn)率和83%-98%的ee值得到加成產(chǎn)物(3p-3aa)。作者還發(fā)現(xiàn)除三氟甲基外,對于含有其他β-位氟化烷基的底物,反應(yīng)同樣能以優(yōu)異的產(chǎn)率和高立體選擇性得到加成產(chǎn)物(3ab-3ac)。

圖3 β-三氟甲基烯酮底物適用范圍。圖片來源:ACS catal.

接下來,作者考察了含有兩個氫鍵受體的β-酯基烯酮底物的適用范圍(圖 4)。作者發(fā)現(xiàn)Ar為苯并噻吩時(shí),β-酯基烯酮底物能與2發(fā)生反應(yīng),以96%的分離產(chǎn)率和90%的ee值得到加成產(chǎn)物(5a),但將催化劑F替換為催化劑A、IJ時(shí),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)率和ee值均出現(xiàn)不同程度的降低,甚至沒有觀察到產(chǎn)物的生成。此外,該反應(yīng)同樣能耐受含有苯環(huán)、噻吩環(huán)和噻唑環(huán)的β-酯基烯酮底物,能以83%-98%的分離產(chǎn)率和76%-93%的ee值得到加成產(chǎn)物(5b-5d)。作者還發(fā)現(xiàn)除甲酸甲酯基外,對于含有復(fù)雜側(cè)鏈的烯酮底物,反應(yīng)同樣能以54%-87%的產(chǎn)率和高立體選擇性得到加成產(chǎn)物(5f-5g)。

圖4 β-酯基烯酮底物適用范圍。圖片來源:ACS catal.

為了進(jìn)一步拓展反應(yīng)的適用范圍,作者又考察了β-三氟甲基磺?;N底物的官能團(tuán)兼容性(圖 5)。首先,當(dāng)Ar為苯甲基時(shí),反應(yīng)能以85%的分離產(chǎn)率和93%的ee值得到加成產(chǎn)物7a,與上述兩類底物相同,在催化劑替換為AIJ時(shí),反應(yīng)也不發(fā)生。除此之外,該反應(yīng)同樣能耐受含有甲氧基和鹵素取代基的苯環(huán)或吡啶環(huán)的β-三氟甲基磺?;N底物,能以良好的分離產(chǎn)率和優(yōu)異的ee值得到目標(biāo)產(chǎn)物(7b-7i)。除三氟甲基外,對于β位為其他氟化烷基的磺?;N底物,反應(yīng)同樣能以80%-82%的產(chǎn)率和90%-94%的ee值得到加成產(chǎn)物(7j-7k),但β-位為甲基時(shí),反應(yīng)產(chǎn)率僅為35%,且ee值為72%。

圖5 β-三氟甲基磺?;N底物適用范圍。圖片來源:ACS catal.

在探討完底物適用性后,作者對該反應(yīng)的實(shí)用性進(jìn)行了研究(圖6)。首先,作者利用β-三氟甲基烯酮底物(1a)和N-(芐氧基)氨基甲酸叔丁酯(2)在F為催化劑的條件下反應(yīng),能以83%的產(chǎn)率和92%的ee值得到克級規(guī)模產(chǎn)物3a,再經(jīng)三氟醋酸和六羰基鉬兩步水解得到手性氨基化合物9圖6A)。此外,作者對3a中的羰基進(jìn)行了衍生化研究,分別與羥胺、DAST和L-Selectride發(fā)生反應(yīng)能以優(yōu)異的立體選擇性得到肟化產(chǎn)物10、五氟產(chǎn)物11和1,3-羥胺12圖6B)。衍生化研究說明了加成產(chǎn)物可以作為中間體來合成其他結(jié)構(gòu),進(jìn)一步證明了該合成方法的實(shí)用價(jià)值。

圖6 β-三氟甲基磺酰基烯烴底物適用范圍。圖片來源:ACS catal.

為了研究反應(yīng)機(jī)理,作者進(jìn)行了一系列NMR實(shí)驗(yàn)(7)。首先,作者在體系中加入LiHMDS,發(fā)現(xiàn)預(yù)催化劑F中的3個酸性質(zhì)子均消失了,說明共軛堿性位點(diǎn)中存在動態(tài)質(zhì)子交換,并通過安息香縮合反應(yīng)驗(yàn)證了這一猜測。接著,作者將F中的S原子替換成O原子得到新催化劑G,其兩個NHs可作為兩個氫鍵供體使其反應(yīng)過渡態(tài)高度有序。此外,相比于G缺少一個氨基的酰胺催化劑L,其反應(yīng)ee值僅為65%,說明兩個氫鍵對于反應(yīng)的對映選擇性是至關(guān)重要的。最后,作者嘗試?yán)眉谆鶎⑷蜴f鹽的C-2位封閉得到催化劑K,但其反應(yīng)活性非常差,反應(yīng)產(chǎn)率僅為9%。

圖7 NMR實(shí)驗(yàn)。圖片來源:ACS catal.

小結(jié):香港科技大學(xué)黃湧教授和深圳灣實(shí)驗(yàn)室陳杰安研究員合作報(bào)道了一種新型骨架的雙官能團(tuán)氮雜環(huán)卡賓催化氮雜Michael加成反應(yīng)該反應(yīng)不僅條件溫和、官能團(tuán)兼容性好以及立體選擇性高,且加成產(chǎn)物可通過簡單衍生化得到復(fù)雜產(chǎn)物,在藥物化學(xué)和有機(jī)合成中均具有一定實(shí)用性。


聲明:化學(xué)加刊發(fā)或者轉(zhuǎn)載此文只是出于傳遞、分享更多信息之目的,并不意味認(rèn)同其觀點(diǎn)或證實(shí)其描述。若有來源標(biāo)注錯誤或侵犯了您的合法權(quán)益,請作者持權(quán)屬證明與本網(wǎng)聯(lián)系,我們將及時(shí)更正、刪除,謝謝。 電話:18676881059,郵箱:gongjian@huaxuejia.cn

<蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>