有機磷酸催化對醌的不對稱直接加成反應合成軸手性芳基醌類化合物

本文作者：Summer

軸手性聯芳基二醇骨架廣泛存在于天然產物、生物活性分子、有用的手性配體以及催化劑中(Figure 1a)，因此，軸手性聯芳基二醇化合物的合成受到廣泛關注且已經取得了不錯的進展。過渡金屬催化2-萘酚衍生物的氧化偶聯反應是構建C₂-對稱軸手性聯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-對稱軸手性聯萘酚衍生物。Katsuki課題組、Pappo課題組以及Tu課題組開發出了一些合成辦法，但尋找新的合成非C₂-對稱軸手性聯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]成功實現了應用有機催化親核加成、中心-軸向手性轉換策略將醌或亞氨醌可作為苯酚的前體用于非C₂-對稱軸手性聯萘酚衍生物的合成，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上，南方科技大學譚斌團隊和向少華團隊共同報道了手性磷酸催化對醌與2-萘酚發生直接親核加成反應，能以良好至優秀的收率得到一系列軸手性芳基醌化合物(Figure 1c)。同時，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生親核加成反應，能以良好的收率和優秀的對映選擇性得到一系列軸手性吲哚萘醌化合物。相關研究成果發表于

“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，通過對催化劑、溶劑以及氧化劑等反應條件反復篩選，確定了兩種最優條件(Figure 2)：A)酯基取代的對醌與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24小時后，再加入1.2 equiv 外源性氧化劑DDQ的CH₂Cl₂溶液，在-78℃條件下反應1小時，能以85%的收率和96%的對映選擇性得到產物4a。B) 2-氯-對醌與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72小時后，再加入1.0 equiv 外源性氧化劑DDQ的DCE溶液，在-32℃條件下反應0.5小時，能以75%的收率和96%的對映選擇性得到產物5a。

Figure 2 最優反應條件

在最優反應條件下，作者對反應的底物范圍進行了考察。各種酯基取代的對醌、各種鹵素取代的對醌以及各種給電子取代的萘酚均能較好的適應反應條件，能以良好至優秀的收率和優秀的對映選擇性得到相應產物。

緊接著，為了證明反應的應用潛力，作者進行了一系列擴大化反應和衍生反應(Figure 3)。首先，作者對模板反應進行了擴大化反應，相應產物的收率和對映選擇性能保持不變。然后，作者以5a為模板，在簡單的反應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生親核加成反應，能以良好的收率和優秀的對映選擇性分別得到相應的化合物6,7,8。同時，在Sc(OTf)3作用下，5a還能與吲哚發生C-親核加成反應，再經過簡單的氧化過程即可得到具有重要作用的軸手性吲哚-芳基-對醌類化合物。

Figure 3 擴大化反應與衍生反應

接著，通過優化上述最優條件，作者發現2-氯-1,4-萘醌可和2-叔丁基吲哚發生直接加成，能以良好的收率和優秀的對映選擇性得到軸手性吲哚萘醌化合物。同時，作者考察了反應的底物范圍。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反應條件，能以良好的收率和優秀的對映選擇性得到相應產物(Figure 4)。

Figure 4 底物擴展

論文總結評價

南方科技大學譚斌團隊和向少華團隊共同報道了手性磷酸催化對醌與2-萘酚發生直接親核加成反應，能以良好至優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一步與硫親核試劑、磷親核試劑以及碳親核試劑發生親核加成反應。同時，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生親核加成反應，能以良好的收率和優秀的對映選擇性得到一系列軸手性吲哚萘醌化合物。

參考文獻

• [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

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