предметів
Ця стаття оновлена
реферат
Осьові хіральні сполуки широко поширені в біологічно активних сполуках і є корисними хіральними лігандами або органокаталізаторами при асиметричному каталізі. Загальновідомо, що стироли є однією з найпоширеніших і найважливіших сировинних матеріалів, а тому представляють чудові перспективні будівельні блоки для хімічного синтезу. На основі розвитку атропоселективного синтезу аксіально-хіральних похідних стиролу ми виявили в цьому документі асиметричний органокаталітичний підхід за допомогою прямої реакції Майкла приєднання заміщених діонів/кетонових ефірів/малононітрилу до алкінів. Осьові хіральні сполуки стиролу отримували з хорошими хімічними виходами, енантіоселективністю та майже повною E/Z-селективністю за допомогою вторинної каталізованої аміном стратегії активації іміну в м'яких умовах. Такі структурні мотиви є важливими попередниками для подальших перетворень у біологічно активні сполуки та синтетичні корисні проміжні продукти і можуть мати потенційне застосування в асиметричному синтезі як олефінові ліганди або органокаталізатори.
( a ) Існуючі підходи до атропоселективного синтезу аксіально-хіральних біарилів та стиролів. ( b ) Наша стратегія атропоселективного синтезу аксіально-хіральних стиролів.
Повнорозмірне зображення
У цьому сценарії може виникнути декілька проблем: (1) атропоселективна конструкція осьово-хіральних стиронових сполук рідко досліджувалась при асиметричному каталізі, (2) вибір відповідного нуклеофіла, щоб забезпечити компроміс між реакційною здатністю та селективністю в органокаталітичному нуклеофільному додавання і, щоб досягти достатньої енергії обертання для підтримки цілісності хіральної осі, (3) вибір відповідного хірального органокаталізатора для ефективного контролю селективності E/Z, оскільки осьова хіральність може існувати в одному ізомері. В рамках нашого постійного інтересу до асиметричного органокаталізу в конструкції аксіально-хіральних сполук 15, 27, 57, 58, ми описуємо тут перший органокаталітичний атропоселективний синтез аксіально-хіральних сполук стиролу за допомогою прямої реакції Майкла заміщених діонів/ефірів нітрилу кетону. забезпечує потужний та прямий синтетичний шлях до заміщених похідних стиролу. Такі структурні мотиви є важливими хіральними компонентами для подальших перетворень у біологічно активні природні продукти та фармацевтичні сполуки і можуть мати потенційне застосування в асиметричному каталізі як олефінові ліганди або органокаталізатори.
результат
Відкриття конфігурації стабільних осьово-хіральних стиролів
Розраховані вище бар'єри обертання вздовж осьового зв'язку C-CAr та відповідні їм ti/2 (25 ° C) визначали методом SMD M06-D3/6-31 + G * // M06-D3/6-31G *. (Див. Деталі розрахунку та додаткові малюнки 1-4).
Повнорозмірне зображення
Оптимізація умов реакції
Стіл в натуральну величину
Діапазон основи
Після визначення прийнятного оптимального стану реакції ми зосереджуємось на вивченні діапазону субстрату. Спочатку ми дослідили заміщені алкініли, і результати зведені в таблиці 2. Різні заступники (I, CF 3, SO 2 Ph, iPr, tBu) на фенильному кільці алкінових субстратів терпіли, щоб отримати бажані осьово-хіральні продукти з помірні до хороші результати ( 3а - 3в, 3j - 3л ). Показано, що різні замісники на нафтильних кільцях, такі як електронодонорні групи (-OMe), електронно-нейтральні та електроноакцепторні групи (-Br), є придатними для отримання відповідних продуктів. 3d - 3f при врожаї від 75 до 99%. з 87–92% ее. Крім того, фенільна група на підкладці 2а можуть бути замінені 9-фенантрильним або 1-піреніловим заступником, не впливаючи на вихід хімічних речовин, хоча і з дещо нижчою енантіоселективністю ( 3г a 3 год ). Слід підкреслити, що альдегід з двома різними ортозамінниками на арильному кільці не є підходящим субстратом для цього перетворення в сучасних стандартних умовах (Таблиця 2, продукт 3i ).
Стіл в натуральну величину
Стіл в натуральну величину
Синтез препаративної шкали 3н a 3р
Для демонстрації корисності цієї трансформації був проведений синтез продуктів 3н a 3y v препаративна шкала. Як показано на фіг. 3, майже не було змін у хімічному виході та стереоселективності. Вказівку на конфігураційну стабільність продукту отримували нагріванням розчину 3а у дихлоретані (DCE) при 40 ° C протягом 24 годин. Аналіз ВЕРХ показав, що на енантіоселективність це не впливає. Отримані таким чином аксіально-хіральні сполуки стирольного типу можуть мати потенційне застосування в асиметричному синтезі. Абсолютна конфігурація 3н визначали як S за допомогою рентгенівського дифракційного аналізу (CCDC 1507490, див. додаткову фігуру 5) та аналогів інших продуктів.
a ) Підготовчий синтез 3р за відповідних стандартних умов. ( b ) Підготовка 3- грам в грам масштаб.
Повнорозмірне зображення
Синтетичне застосування
( a ) Синтетичне перетворення енантіомерно збагаченого 3н . ( b ) Синтез дієна за допомогою простого перетворення 3р .
Повнорозмірне зображення
обговорення
Ми розробили перший органокаталітичний підхід до атропоселективного синтезу аксіально-хіральних похідних стиролу шляхом прямого нуклеофільного додавання заміщених діонів до алкілів. Осьові хіральні сполуки стиролу отримували з хорошими хімічними виходами та енантіоселективністю за допомогою стратегії активації іміну, що каталізується вторинним аміном, у м’яких реакційних умовах. Крім того, було досліджено кілька перетворень, щоб продемонструвати синтетичне застосування до більш функціональних сполук стирольного типу. Враховуючи важливість осьово-хіральних стиролів, ми припускаємо, що ця перспективна стратегія буде мотивувати розробку подальших пов'язаних процесів. В даний час у нашій групі застосовується ця стратегія до більш широкого кола субстратів та вивчаються механізми.
методи
Загальна інформація
Деталі обчислень
Загальна процедура атропоселективного синтезу аксіально-хіральних стиролів 3
(S) -2-біс (3,5-диметилфеніл) ((триізопропілсилілокси) метил) піролідин C5 (5 мол.%) Та LiOAc (0,05 ммоль) додавали до розчину алкіналу 2 (0,11 ммоль, 1,1 екв.) У метиленхлориді (1 мл). Після охолодження суміші до 0 ° C її додавали 1 (0,10 ммоль, 1,0 екв.) І суміш витримували при 0 ° С протягом 24 годин. Після завершення реакції (моніторинг за допомогою ТШХ) суміш концентрували при зниженому тиску та очищали флеш-хроматографією на силікагелі, елююючи ПЕ/ЕА (8/1 до 3/1), отримуючи відповідні осьові продукти хірального стиролу. 3,
Наявність даних
Рентгенівські кристалографічні координати для структур, згаданих у цій статті, зберігалися в Кембриджському центрі кристалографічних даних (CCDC) під номером депозиту CCDC 1507490. Ці дані можна отримати безкоштовно в Кембриджському кристалографічному центрі даних за адресою www. .ccdc.cam.ac.uk/data_request/CIF. Усі інші дані доступні на мотивований запит авторів.
Детальніше
Як цитувати цю статтю: Чжен, С.-С. та ін. Органокаталітичний атропоселективний синтез аксіально-хіральних стиролів. Нат. Комун. 8, 15238 doi: 10.1038/ncomms15238 (2017).
Примітка видавця: Природа Спрінгера залишається нейтральною щодо юрисдикційних вимог опублікованих карт та інституційних відносин.
Історія змін
Додаткова інформація
Файли PDF
Додаткова інформація
Додаткові фотографії та додаткові таблиці
Файл експертної перевірки
Коментарі
Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватися наших Загальних положень та умов та Правил спільноти. Якщо ви вважаєте, що це образливий вчинок, який не відповідає нашим умовам чи інструкціям, повідомте про це як про недоречний.