蘭州大學涂永強院士團隊JACS: 有機陽離子催化的二聚氧化吲哚的不對稱同種和不同種二烷基化反應 及其在天然產物全合成中的應用

撰稿 | 詩路化語            編輯 | 化學加

導讀


近日,蘭州大學化學化工學院功能有機分子國家重點實驗室涂永強院士團隊在美國化學會志(J. Am. Chem. Soc.)上發表高水平文章,成功地基于氮雜螺環骨架開發了一種新型手性螺環吡咯酰胺(SPA)衍生的三唑類有機陽離子催化劑,能促進各種二聚氧化吲哚類化合物的不對稱同種親電試劑和不同種親電試劑的二烷基化反應,從而實現相鄰季碳中心的對映選擇性構建,該反應具有優良的對映選擇性和非對映體選擇性(高達99%ee>20dr選擇性),同時具有良好的產率(兩步高達89%)。作者還利用該方法學實現了(–)-chimonanthidine的不對稱全合成,文章DOI: 10.1021/jacs.8b05386

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代表性的HPI天然產物以及本文的合成設計

(圖片來源 J. Am. Chem. Soc.

如圖1所示,許多天然二聚和低聚六氫吡咯吲哚(HPI)生物堿(包括同型和異型)具有重要的生物活性,如抗真菌和抑制細胞生長作用等。從結構上講,這些分子通常在C3aC3a處包含一對具有空間阻的季碳中心,從有機合成的角度來看,這是一個“艱巨的挑戰”。事實上,對于這種結構基元的催化不對稱合成非常困難,到目前為止僅有Michael加成和雙脫羧烯丙基化等方法而且,這些報道的方法在收率和選擇性方面并不高,它們只適用于同型生物堿的合成。因此,非常有必要開發一種更效和通用的催化不對稱二烷基化方法來合成這結構基元。

在過去的幾十年中,四級銨、三唑鹽和相關的有機陽離子催化劑在2-氧化吲哚的單烷基化反應中起著重要作用。然而,對于二聚氧化吲哚同種和不同種二烷基化反應方面報道甚少,一是可能在第二個烷基化過程中C3aC3a之間的空間位阻作用增加,可能導致意想不到的副反應,如非對映異構烷基化和C3a-C3a鍵斷裂。另一個挑戰在于如何獲得不同類型的二烷基化反應(1),這需要兩種不同的親電試劑(R3BrR4Br)的反應性和立體可控性要能足夠的匹配。因此,為了應對這些挑戰,基于前期的工作基礎,涂永強院士團隊發展了一種新型的SPA(螺環吡咯酰胺)-三唑陽離子催化劑,成功地實現二聚氧化吲哚的不對稱同種和不同種二烷基化反應。

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