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【今日化學(xué)前沿】上海有機(jī)所游書(shū)力課題組發(fā)表Angew, 報(bào)道銥催化不對(duì)稱(chēng)合成吡咯并中環(huán)體系的化合物

來(lái)源:化學(xué)加      2017-07-31
導(dǎo)讀:上海有機(jī)所的游書(shū)力研究員課題組在德國(guó)應(yīng)化(Angew. Chem. Int. Ed)上發(fā)表高水平文章,報(bào)道了他們?cè)阢灤呋氖中院铣蛇量┎⒅协h(huán)體系化合物方面的最新進(jìn)展

上海有機(jī)所的游書(shū)力研究員課題組在德國(guó)應(yīng)化(Angew. Chem. Int. Ed)上發(fā)表高水平文章,報(bào)道了他們?cè)阢灤呋氖中院铣蛇量┎⒅协h(huán)體系化合物方面的最新進(jìn)展。作者首次利用銥催化劑,經(jīng)烯丙基化反應(yīng)/逆Mannich反應(yīng)/水解反應(yīng)順序,合成了一系列吡咯并七元環(huán)或者吡咯并八元環(huán)的化合物,反應(yīng)條件溫和,產(chǎn)率中等到良好,對(duì)映選擇性優(yōu)秀,這為吡咯并中環(huán)體系化合物(pyrrole-annulated medium-sized-ring)的不對(duì)稱(chēng)合成提供了一條簡(jiǎn)便的方法,文章DOI: 10.1002/anie.201705068。

吡咯并中環(huán)體系的結(jié)構(gòu)存在于許多天然產(chǎn)物分子、藥物分子及活性分子中,如圖1所示,是一些代表性的化合物。例如化合物A就是法尼酯X受體的激動(dòng)劑,體外具有低納摩爾濃度的效力。因此,對(duì)于吡咯并中環(huán)體系化合物的合成是非常重要的,也是極具挑戰(zhàn)性的。到目前為止,對(duì)于吡咯并中環(huán)體系的構(gòu)建主要還是基于傅克烷基化/?;磻?yīng),或者內(nèi)酰胺化/內(nèi)酯化反應(yīng),但都條件苛刻、底物有限(限于吡咯并七元環(huán))、官能團(tuán)容忍性差。近年來(lái),有利用金催化構(gòu)建吡咯并中環(huán)體系的報(bào)道,但也是底物有限且只能得到消旋的產(chǎn)物,因此,對(duì)于吡咯并中環(huán)體系的構(gòu)建仍然是非常重要且必要的研究方向。

圖 1 具有吡咯并中環(huán)體系的天然產(chǎn)物及活性分子

本文作者在他們之前研究的基礎(chǔ)上,期望從吡咯并六元環(huán)化合物1出發(fā),在銥催化劑的作用下,首先發(fā)生去芳化烯丙基化反應(yīng)得到橋環(huán)化合物I,接著I發(fā)生逆Manncih反應(yīng)得到亞胺化合物II,最后水解得到吡咯并七元環(huán)化合物2,如果調(diào)節(jié)碳鏈的長(zhǎng)度,則可以得到吡咯并八元環(huán)結(jié)構(gòu)。(Mannich反應(yīng)相關(guān),化學(xué)加經(jīng)典化學(xué)反應(yīng)20161228)。

圖 2 本文的設(shè)計(jì)策略

接著作者以化合物1a的串聯(lián)反應(yīng)為模板反應(yīng),并對(duì)生成的二級(jí)胺進(jìn)行Boc保護(hù),在2 mol%的銥催化劑[Ir(COD)Cl]2條件下,四氫呋喃中50°C反應(yīng),對(duì)配體和堿進(jìn)行了篩選,最終發(fā)現(xiàn),在4 mol%的L3作配體,1當(dāng)量的碳酸銫作堿條件下,能以75%的產(chǎn)率和98%的ee值得到目標(biāo)產(chǎn)物2a(entry 3)。

圖 3 反應(yīng)條件的篩選

有了最佳反應(yīng)條件,作者對(duì)底物進(jìn)行了擴(kuò)展,如圖4所示,底物1中吡咯環(huán)上可以帶有烷基、鹵素、萘基、呋喃基等,延長(zhǎng)碳鏈則得到八元環(huán)產(chǎn)物(entry 14-15),15個(gè)底物也都取得了中等到良好的產(chǎn)率,ee值也都在91%以上。

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圖 4 底物的擴(kuò)展

對(duì)于反應(yīng)產(chǎn)物,還可以進(jìn)一步衍生化,合成更多的有用的合成子。如對(duì)于2a中雙鍵進(jìn)行硼氫化氧化則得到3a,產(chǎn)率良好,ee值也保持良好,生成的一級(jí)羥基還可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。從2a出發(fā)還可以在吡咯環(huán)上溴代,進(jìn)而發(fā)生金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng),得到化合物5a。這表明,吡咯并中環(huán)體系的化合物具有多樣性的實(shí)用價(jià)值。

圖 5 產(chǎn)物的衍生化

總結(jié):在這篇簡(jiǎn)短的兩頁(yè)半的德國(guó)應(yīng)化中,游書(shū)力研究員利用銥催化劑,經(jīng)烯丙基化反應(yīng)/逆Mannich反應(yīng)/水解反應(yīng)順序,合成了一系列吡咯并七元環(huán)或者吡咯并八元環(huán)的化合物,反應(yīng)條件溫和,產(chǎn)率中等到良好,對(duì)映選擇性優(yōu)秀,雖然例子還不夠多,但這為吡咯并中環(huán)體系化合物的不對(duì)稱(chēng)合成提供了一條簡(jiǎn)便的方法,在有機(jī)合成和藥物合成中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

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