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色醇的化学发散性催化不对称芳基化去芳构化反应

催化不对称去芳构化反应是把简单的平面芳香性分子转变成结构复杂的手性环状骨架的一种重要方法。由于手性吲哚衍生物的重要性,吲哚骨架的催化不对称去芳构化反应受到化学工作者的强烈关注。在平面的吲哚骨架中,色醇是一类重要的反应物,它能够利用吲哚C3-位的亲核性去进攻亲电试剂(E),发生串联环化反应,从而实现催化不对称去芳构化反应。但是,与其他平面的吲哚骨架(如吲哚、色胺)相比,色醇的催化不对称去芳构化反应发展比较缓慢。通过调研文献发现只有少数几例色醇的催化不对称去芳构化反应,这些反应大多采用烯丙基、炔丙基、羟基和卤素的前体或等价物作为亲电试剂。与此形成鲜明对比的是,几乎没有芳基(Ar)的前体或等价物作为亲电试剂,用于实现色醇的催化不对称芳基化去芳构化反应。因此,由于催化不对称芳基化去芳构化反应在有机合成中的重要性,非常有必要发展色醇的催化不对称芳基化去芳构化反应。


此外,通过调节反应条件来同时控制好反应的化学选择性、非对映选择性和对映选择性,也是有机合成领域长期存在的一个挑战性问题。


江苏师范大学石枫教授(点击查看介绍)课题组长期致力于发展催化不对称合成手性吲哚衍生物的方法,她们曾经采用醌亚胺缩酮作为芳基的前体,实现了有机小分子催化下2,3-二取代吲哚的不对称芳基化去芳构化反应(Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 13912)。在这个工作基础之上,该课题组设计了手性磷酸(CPA)催化下色醇的化学发散性催化不对称芳基化去芳构化反应。在该设计中,醌亚胺缩酮被用为芳基的前体来实现色醇的芳基化去芳构化反应。此外,通过改变反应条件,可以化学发散性地得到两个系列(N-保护和N-未保护)的芳基化去芳构化产物。但是,在该设计中也存在两个主要的挑战性问题。一是控制好两个芳基化去芳构化反应的化学选择性,二是控制好结构复杂的多环产物的非对映选择性和对映选择性。


通过大量的实验,该课题组解决了这些挑战性问题,成功地控制了该芳基化去芳构化反应的化学选择性、非对映选择性和对映选择性,实现了色醇的催化不对称芳基化去芳构化反应,高产率(高达99%)、高立体选择性(dr均大于95:5,90%-99% ee)地得到了两个系列的手性吲哚衍生物。该反应不仅丰富了催化不对称去芳构化反应的研究内容,而且为控制催化不对称反应的化学选择性、非对映选择性和对映选择性提供了有效的策略。


该工作得到国家自然科学基金委和江苏省杰出青年基金的资金支持,相关研究成果发表在Chemical Communications 上,论文的第一作者为研究生马纯


该论文作者为:Chun Ma, Ting Zhang, Jia-Yu Zhou, Guang-Jian Mei, Feng Shi*

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Catalytic Asymmetric Chemodivergent Arylative Dearomatization of Tryptophols

Chem. Commun., 2017, 53, 12124, DOI: 10.1039/c7cc06547g


导师介绍

石枫

http://www.x-mol.com/university/faculty/11159


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