有機(jī)磷酸催化對(duì)醌的不對(duì)稱直接加成反應(yīng)合成軸手性芳基醌類化合物

本文作者：Summer

軸手性聯(lián)芳基二醇骨架廣泛存在于天然產(chǎn)物、生物活性分子、有用的手性配體以及催化劑中(Figure 1a)，因此，軸手性聯(lián)芳基二醇化合物的合成受到廣泛關(guān)注且已經(jīng)取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。過(guò)渡金屬催化2-萘酚衍生物的氧化偶聯(lián)反應(yīng)是構(gòu)建C₂-對(duì)稱軸手性聯(lián)萘酚衍生物最直接有效的方法，但該策略不能有效的合成非C₂-對(duì)稱軸手性聯(lián)萘酚衍生物。Katsuki課題組、Pappo課題組以及Tu課題組開(kāi)發(fā)出了一些合成辦法，但尋找新的合成非C₂-對(duì)稱軸手性聯(lián)萘酚衍生物的方法仍然具有重要意義(Figure 1b)。最近，譚斌課題組^[1]、Kurti課題組^[2]和Bella課題組[3]成功實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用有機(jī)催化親核加成、中心-軸向手性轉(zhuǎn)換策略將醌或亞氨醌可作為苯酚的前體用于非C₂-對(duì)稱軸手性聯(lián)萘酚衍生物的合成，但這些策略中醌及其衍生物的底物范圍比較局限。在上述背景研究的基礎(chǔ)上，南方科技大學(xué)譚斌團(tuán)隊(duì)和向少華團(tuán)隊(duì)共同報(bào)道了手性磷酸催化對(duì)醌與2-萘酚發(fā)生直接親核加成反應(yīng)，能以良好至優(yōu)秀的收率得到一系列軸手性芳基醌化合物(Figure 1c)。同時(shí)，在手性磷酸催化作用下，2-氯-1,4-萘醌類似物還可與吲哚發(fā)生親核加成反應(yīng)，能以良好的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到一系列軸手性吲哚萘醌化合物。相關(guān)研究成果發(fā)表于

“Organocatalytic Enantioselective Synthesis of Atropisomeric Aryl-p-quinones: Platform Molecules for Diversity-oriented Synthesis of Biaryldiols”

Chen, Y.-H.; Li, H.-H.; Zhang, X.; Xiang, S.-H.; * Li, S.; Tan, B.* Angew. Chem. Int. Ed.2020, Early View. DOI: 10.1002/anie.202004671

Figure 1 背景研究

論文概要

作者以1,4-苯醌1a和和2-萘酚2為模板底物，通過(guò)對(duì)催化劑、溶劑以及氧化劑等反應(yīng)條件反復(fù)篩選，確定了兩種最優(yōu)條件(Figure 2)：A)酯基取代的對(duì)醌與8-碘-2-萘酚為模板底物，(R)-CPA1為催化劑，CH₂Cl₂為溶劑，在-78℃條件下反應(yīng)24小時(shí)后，再加入1.2 equiv 外源性氧化劑DDQ的CH₂Cl₂溶液，在-78℃條件下反應(yīng)1小時(shí)，能以85%的收率和96%的對(duì)映選擇性得到產(chǎn)物4a。B) 2-氯-對(duì)醌與7-甲氧基-2-萘酚為模板底物，(R)-CPA1為催化劑，DCE為溶劑，在-32℃條件下反應(yīng)72小時(shí)后，再加入1.0 equiv 外源性氧化劑DDQ的DCE溶液，在-32℃條件下反應(yīng)0.5小時(shí)，能以75%的收率和96%的對(duì)映選擇性得到產(chǎn)物5a。

Figure 2 最優(yōu)反應(yīng)條件

在最優(yōu)反應(yīng)條件下，作者對(duì)反應(yīng)的底物范圍進(jìn)行了考察。各種酯基取代的對(duì)醌、各種鹵素取代的對(duì)醌以及各種給電子取代的萘酚均能較好的適應(yīng)反應(yīng)條件，能以良好至優(yōu)秀的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到相應(yīng)產(chǎn)物。

緊接著，為了證明反應(yīng)的應(yīng)用潛力，作者進(jìn)行了一系列擴(kuò)大化反應(yīng)和衍生反應(yīng)(Figure 3)。首先，作者對(duì)模板反應(yīng)進(jìn)行了擴(kuò)大化反應(yīng)，相應(yīng)產(chǎn)物的收率和對(duì)映選擇性能保持不變。然后，作者以5a為模板，在簡(jiǎn)單的反應(yīng)條件下能分別與硫親核試劑、磷親核試劑以及碳親核試劑發(fā)生親核加成反應(yīng)，能以良好的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性分別得到相應(yīng)的化合物6,7,8。同時(shí)，在Sc(OTf)3作用下，5a還能與吲哚發(fā)生C-親核加成反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的氧化過(guò)程即可得到具有重要作用的軸手性吲哚-芳基-對(duì)醌類化合物。

Figure 3 擴(kuò)大化反應(yīng)與衍生反應(yīng)

接著，通過(guò)優(yōu)化上述最優(yōu)條件，作者發(fā)現(xiàn)2-氯-1,4-萘醌可和2-叔丁基吲哚發(fā)生直接加成，能以良好的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到軸手性吲哚萘醌化合物。同時(shí)，作者考察了反應(yīng)的底物范圍。各種取代的2-叔丁基吲哚、2-叔戊基吲哚以及2-(1-金剛烷基)吲哚均能較好的適應(yīng)反應(yīng)條件，能以良好的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到相應(yīng)產(chǎn)物(Figure 4)。

Figure 4 底物擴(kuò)展

論文總結(jié)評(píng)價(jià)

南方科技大學(xué)譚斌團(tuán)隊(duì)和向少華團(tuán)隊(duì)共同報(bào)道了手性磷酸催化對(duì)醌與2-萘酚發(fā)生直接親核加成反應(yīng)，能以良好至優(yōu)秀的收率得到一系列軸手性芳基醌化合物。得到的軸手性芳基醌化合物還可進(jìn)一步與硫親核試劑、磷親核試劑以及碳親核試劑發(fā)生親核加成反應(yīng)。同時(shí)，在手性磷酸催化作用下，2-氯-1,4-萘醌類似物還可與吲哚發(fā)生親核加成反應(yīng)，能以良好的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到一系列軸手性吲哚萘醌化合物。

參考文獻(xiàn)

• [1] Chen, Y.-H.; Cheng, D.-J.; Zhang, J.; Wang, Y.; Liu, X.-Y.; Tan, B.?Am. Chem. Soc.?2015,?137, 15062-15065. DOI:?10.1021/jacs.5b10152

• [2] Wang, J.-Z.; Zhou, J.; Xu, C.; Sun, H.; Kürti, L.; Xu, Q.-L.?Am. Chem. Soc.?2016,?138, 5202-5205. DOI:?10.1021/jacs.6b01458

• [3] Moliterno, M.; Cari, R.; Puglisi, A.; Antenucci, A.; Sperandio, C.; Moretti, E. Di Sabato, A.; Salvio, R.; Bella, M.?Chem. Int. Ed.?2016,?55, 6525-6529. DOI:?10.1002/anie.201601660

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總結(jié)

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