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【今日化學(xué)前沿】常州大學(xué)石化學(xué)院發(fā)表JACS,報(bào)道雜環(huán)合成新突破

來(lái)源:化學(xué)加      2016-06-30
導(dǎo)讀:雜環(huán)的合成一直都是有機(jī)合成和藥物合成中的熱點(diǎn),備受有機(jī)化學(xué)家的關(guān)注。近期,常州大學(xué)石油化工學(xué)院的童曉峰教授在國(guó)際頂級(jí)化學(xué)期刊美國(guó)化學(xué)會(huì)志(J. Am. Chem. Soc)上發(fā)表重要論文,報(bào)道了他們?cè)谶拎h(huán)等雜環(huán)類化合物合成中的最新進(jìn)展。文章題目為“Amine-Catalyzed Asymmetric (3+3) Annulations of b’-Acetoxy Allenoates: Enantioselective Synthesis of 4H-Pyrans”,文章DOI: 10.1021/jacs.6b04935。

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童曉峰教授課題組一直致力于雜環(huán)化合物合成新方法研究,研究目標(biāo)之一集中在Lewis堿催化合成雜環(huán)化合物領(lǐng)域。本篇論文是Lewis堿催化電性反轉(zhuǎn)環(huán)加成方面取得的新研究成果,實(shí)現(xiàn)了2’-乙酰氧基-聯(lián)烯酸酯和1C,3O-雙親核試劑之間的不對(duì)稱(3+3)環(huán)加成反應(yīng)(asymmetric (3 + 3) annulations of β′-acetoxy allenoates 1a with 3-oxo-nitriles 2a)。


作者在深入研究反應(yīng)機(jī)理基礎(chǔ)上,巧妙地設(shè)計(jì)合成出了三功能催化劑:催化活性中心(橋環(huán)三級(jí)胺上的紅色N)、氫鍵給體(酰胺上藍(lán)色NH)和Bronsted堿(三級(jí)胺上粉色N),真可謂一石三鳥(niǎo),成功解決了背景反應(yīng)和低反應(yīng)效率的問(wèn)題,高產(chǎn)率合成了高光學(xué)純度的4H-吡喃類化合物,并且通過(guò)催化劑的篩選,發(fā)現(xiàn)6h給出了最佳結(jié)果:96%的產(chǎn)率和92%的ee。而對(duì)照實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)這三個(gè)氮原子各司其職,缺一不可,缺少一個(gè)產(chǎn)率或者ee值都會(huì)下降。


有了最優(yōu)催化劑和最佳反應(yīng)條件,作者進(jìn)行了底物的擴(kuò)展,在10 mol%的催化劑6h作用下,1.1當(dāng)量的碳酸鈉作堿,乙酸乙酯作溶劑,零度反應(yīng),無(wú)論改變聯(lián)烯酸酯中的R取代基還是1C,3O-雙親核試劑中的R1取代基,28個(gè)底物都取得了優(yōu)秀的產(chǎn)率和ee值??梢钥闯觯?dāng)1C,3O-雙親核試劑中的R1取代基為芳基時(shí),產(chǎn)率要略高于R1是烷基的底物。

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除了采用氰基酮作為1C,3O-雙親核試劑外,作者還嘗試了環(huán)狀的吡唑啉酮pyrazolones作為雙親核試劑,同樣條件下也取得了良好到優(yōu)秀的結(jié)果,并且作者還進(jìn)行了產(chǎn)物的進(jìn)一步衍生化,可以看出該3+3合成雜環(huán)的方法能夠運(yùn)用到天然產(chǎn)物合成或者藥物合成中去。


總結(jié):常州大學(xué)石化學(xué)院的童曉峰教授課題組在Lewis堿催化電性反轉(zhuǎn)環(huán)加成方面取得了新突破,實(shí)現(xiàn)了2’-乙酰氧基-聯(lián)烯酸酯和1C,3O-雙親核試劑之間的不對(duì)稱(3+3)環(huán)加成反應(yīng)。本文的關(guān)鍵之處就在于作者在深入研究反應(yīng)機(jī)理基礎(chǔ)上,巧妙地設(shè)計(jì)合成出了三功能催化劑:催化活性中心(橋環(huán)三級(jí)胺上的紅色N)、氫鍵給體(酰胺上藍(lán)色NH)和Bronsted堿(三級(jí)胺上粉色N),可謂一石三鳥(niǎo),成功解決了背景反應(yīng)和低反應(yīng)效率的問(wèn)題,高產(chǎn)率合成了高光學(xué)純度的4H-吡喃類化合物,這一優(yōu)秀的雜環(huán)合成方法將在天然產(chǎn)物合成和藥物合成中具有重要的應(yīng)用。

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