中国科大龚流柱课题组:手性2-吲哚啉羧酸催化的4-(溴甲基)环丁酮的不对称Catellani环化反应

科技工作者之家 2021-10-12

 Catellani反应是钯/降冰片烯(NBE)协同催化的连续邻位和本位的功能化反应,是多取代芳烃和多环化合物的高效合成方法。目前发展不对称Catellani反应主要基于两种立体控制模式:(1)使用手性降冰片烯作为催化剂,董广彬(Org. Chem. Front. 2018, 5, 3108–3112)、余金权(Nature 2018, 558, 581–585)和周强辉(Nat. Catal. 2020, 3, 727–733)等先后发展了不对称Catellani反应;(2)利用手性配体控制终端的不对称偶联,顾振华等最早尝试了该类反应(ACS Catal. 2018, 8, 5630–5635)。周强辉等曾通过引入不对称烯胺催化,发展了碘代芳烃和4-苯酰氧胺基环己酮之间的不对称Catellani反应,但对映选择性不高(Chem. Commun. 2019, 55, 8816–8819)。

近日,中国科大龚流柱课题组报道了一例Pd/NBE/烯胺协同催化的不对称Catellani环化反应,高效构建了一系列手性全碳桥环骨架化合物。碘代芳烃首先通过Catellani邻位C-H键活化,形成重要的二价钯中间体ANP,然后与4-(溴甲基)环丁酮的C(sp3)-Br键发生氧化加成形成PdIV络合物I,再通过还原消除生成PdII中间体II。随后,中间体III的酮羰基和手性胺催化剂原位生成的烯胺中间体发生α-芳基化反应(贾义霞等,J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5198–5201),得到目标产物。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

作者通过一系列的筛选,确定了(S)-2-吲哚啉羧酸为最优的手性胺催化剂。然后在5-氰基降冰片烯(N2) 或2-甲酰胺降冰片烯(N3) 存在下,作者分别对碘代芳烃、4-碘代喹啉酮和烯基三氟甲磺酸酯等底物进行了考察。结果表明,反应都能顺利地进行,以较高的收率(42-75%)和优良的立体选择性得到相应的产物。最后,作者通过对照实验和理论计算,发现烯胺不但控制反应的立体选择性,而且能加速整个串联反应

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

综上所述,龚流柱课题组发展了钯/NBE/手性2-吲哚啉羧酸协同催化的碘代芳烃、4-碘代喹啉酮和烯基三氟甲磺酸酯等底物与4-(溴甲基)环己酮的不对称Catellani环化反应,高对映选择性地构建全碳桥环骨架类化合物。手性2-吲哚啉羧酸与PdII中心的配位实现了高立体选择性,这一策略丰富了不对称Catellani反应的立体控制模式。


来源:CBG资讯

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