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Angew. Chem. :含中环桥联联芳基化合物的催化不对称水解开环反应

轴手性联芳基化合物广泛存在于天然产物、药物分子以及手性催化剂中,发展构建轴手性化合物的方法学具有重要的意义。基于桥联联芳基化合物的催化不对称开环反应是获得轴手性联芳基化合物的一种有效且实用的合成方法。目前这一研究方向的进展主要集中于含五元环或六元环桥联联芳基化合物的不对称开环反应;相比之下,对含有中环桥联联芳基化合物的催化不对称开环反应报道很少。其原因可能是具有中环桥联联芳基化合物难以合成且反应活性难以预测。水作为最丰富、最环保、最经济的资源之一,已广泛应用于化学合成和生产。但发展以水为反应物的催化不对称反应仍是一个巨大的挑战,主要挑战在于水的亲核性差、体积较小的特点导致其反应活性较低和立体选择性难以控制(Figure 1a)。



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Figure 1: 催化不对称水解开环反应构建轴手性联芳基胺基酚类化合物

最近,湖南师范大学杨星教授与新加坡科技研究局章兴龙博士合作报道了通过手性磷酸催化含氧氮杂䓬(七元环)的桥联联芳基化合物与水的催化不对称开环反应,合成了系列轴手性联芳基胺基酚类化合物(Figure 1b)。反应底物适用范围广,对于含供电子和吸电子取代基的不同底物,均能获得高收率以及优异的对映选择性(Figure 2)。

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Figure 2: 反应底物范围考察

在反应实用性与合成应用方面,可以采用外消旋联芳基胺基酚衍生的酰胺作为原料,通过形式上的去消旋化反应,实现克级手性产物的合成(Figure 3a)。具体反应过程如下:外消旋联芳基酰胺通过Mitsunobu反应获得1,3-氧氮杂䓬桥联联芳基化合物,然后再经由手性磷酸催化的不对称水解开环反应即可获得手性产物。此外,化合物2c可通过铜促进Cham-Lam偶联、钯催化C-H活化以及Sonogashira偶联反应实现系列转化(Figure 3b)。

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Figure 3: 合成应用研究

机理探究方面,O18标记实验结果表明:联芳基酰胺产物上羰基的氧原子来源于水(Figure 4a)。基于控制实验和DFT计算结果,推测机理如下:含氧氮杂䓬的桥联联芳基化合物1a具有较低旋转能垒,在室温下能够快速发生外消旋化。同时在手性磷酸的选择性双氢键活化作用下,R型异构体与水反应速度快于S型异构体,生成中间体(R)-INT。中间体(R)-INT又在手性磷酸催化剂的作用下发生开环反应,最终得到轴手性二芳基酰胺产物(R)-2a(Figure 4b)。

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Figure 4:手性磷酸催化不对称水解的机理探究

文信息

Chiral Phosphoric Acid Catalyzed Asymmetric Hydrolysis of Biaryl Oxazepines for the Synthesis of Axially Chiral Biaryl Amino Phenol Derivatives

Liwen Wei, Jiaomeng Li, Yi Zhao, Qinglong Zhou, Zhikang Wei, Yuhang Chen, Xinglong Zhang,* and Xing Yang*


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202306864




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