
(圖片來源:J. Am. Chem. Soc.)
2009年,Rodriguez課題組從柳珊瑚Pseudopterogorgia elisabethae中分離出(+)-aberrarone(1)。(+)-Aberrarone具有5-5-5-6 環(huán)骨架、四個羰基、三個季碳和七個手性中心,其中六個是連續(xù)的手性中心(Scheme 1)。雖然化學家們已完成了相關conidiogenones(2)的全合成,但目前僅有一例關于外消旋aberrarone的全合成研究。近日,蘇黎世聯(lián)邦理工學院Erick M. Carreira課題組首次報道了(+)-aberrarone的對映選擇性全合成,涉及一種關鍵的串聯(lián)策略,可在單反應操作中實現(xiàn)1中A、B和D環(huán)的構建(3→4)。

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首先,作者進行了逆合成分析(Scheme 2)。前期(J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2993?3006.),從外消旋5通過Au-催化串聯(lián)環(huán)化與還原,可實現(xiàn)(±)-capnellene 7的全合成(Scheme 2A)。受此啟發(fā),作者認為,使用砌塊3經(jīng)金屬催化的串聯(lián)過程(I→IV),可合成關鍵的砌塊4。砌塊3可通過環(huán)戊烯醛衍生物9與末端炔烴10的Sonogashira偶聯(lián)反應生成(Scheme 2B)。

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砌塊14的合成(Scheme 3)。醛11與HC≡CSiMe3進行立體選擇性加成,可生成中間體12。中間體12使用n-Bu4NF處理后,可在兩步反應操作后以75%的收率獲得中間體13。中間體13經(jīng)乙?;?,可以95%的收率獲得中間體14。

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砌塊20的合成(Scheme 4)。首先,以(R)-Roche酯為底物,經(jīng)三步反應(羥基的保護、還原和Wittig同系化反應),可以57%的收率獲得中間體15。隨后,在-20 oC下用MeLi處理中間體16,然后與醛中間體15進行加成,可以98%的收率生成相應的醛醇中間體。值得注意的是,這是涉及中間體16參與aldol反應的第一個例子。醛醇中間體經(jīng)Barton-McCombie脫氧過程,可以71%的收率獲得中間體17(單個非對映異構體)。中間體17在-78 oC下用KN(SiMe3)2處理,可選擇性地生成相應的烯醇化物,然后用Comins試劑捕獲。隨后,向反應混合物中加入n-Bu4NF進行脫硅基化,可以71%的收率獲得醇中間體18。中間體18可與上述的中間體14進行Sonogashira偶聯(lián)反應,可以94%的收率獲得中間體19。中間體19經(jīng)Parikh-Doering氧化,可以96%的收率獲得關鍵的中間體20。

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在獲得關鍵的砌塊20后,作者對串聯(lián)環(huán)化的反應條件進行了優(yōu)化(Scheme 5和Table 1)。研究表明,當使用Echavarren’s催化劑,n-Bu3SnOMe作為添加劑,二氯甲烷作為溶劑,在0-25 oC下反應12 h,可獲得43%收率的產(chǎn)物21R,且在C-3位未發(fā)生差向異構化。

(圖片來源:J. Am. Chem. Soc.)

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隨后,上述的中間體21R經(jīng)烷氧基錫烷化(alkoxy stannane)以及環(huán)化反應后,可獲得環(huán)化中間體22。作者發(fā)現(xiàn),在0 oC的金催化條件下反應12 h后,反應混合物用n-Bu3SnOMe處理并加熱至65 oC 反應20 h,可以68%的收率獲得環(huán)化中間體22,作為單一的非對映異構體(Scheme 6)。對照實驗表明,錫試劑在阻止中間體21R降解和隨后促進aldol閉環(huán)方面發(fā)揮著兩個關鍵的作用。通過進一步的優(yōu)化,當中間體20在DCE中的濃度增加到0.2 M時,使用5 mol%的Au催化劑(而不是20 mol%),在0 oC下反應12 h后,加入4當量的n-Bu3SnOMe,在65 oC下反應16 h后,可以71%的收率獲得環(huán)化中間體22。

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在獲得關鍵的砌塊22后,作者進行了最后的(+)-aberrarone的合成研究(Scheme 7)。中間體22經(jīng)DDQ氧化,可以81%的收率獲得二醇中間體27。然而,當使用H2/PtO2條件進行區(qū)域選擇性還原環(huán)丙烷開環(huán)反應時,由于環(huán)內(nèi)環(huán)丙烷鍵的斷裂,僅獲得38%收率的環(huán)己醇中間體28。通過進一步條件優(yōu)化后發(fā)現(xiàn),當使用LiAlH4還原中間體27時,可以80%的收率獲得三醇中間體29。中間體29在H2/PtO2條件進行的環(huán)丙烷開環(huán)反應時,可以81%的收率獲得中間體30。最后,中間體30經(jīng)Parikh-Doering氧化以及Riley氧化后,可獲得(+)-aberrarone(1)。合成產(chǎn)物的所有譜圖數(shù)據(jù)與分離的(+)-alstonlarsine A(1)的譜圖數(shù)據(jù)一致。

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總結 蘇黎世聯(lián)邦理工學院Erick M. Carreira課題組首次報道一種通過15步反應實現(xiàn)了(+)-aberrarone的對映選擇性全合成。其中,通過中間體18和中間體14的交叉偶聯(lián)的匯聚方法,可有效構建關鍵的環(huán)化前體20。隨后,通過Au-催化的Meyer-Schuster重排、Nazarov環(huán)化和環(huán)丙烷化以及Sn-介導的aldol加成串聯(lián)過程,從而高效的實現(xiàn)了1中A、B和D環(huán)的構建。
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