取代的邻位喹啉是许多天然产物和药物中必不可少的组成部分。例如lacinilene的系列产品可被用于抑制棉花细菌病原体的生长,但其对映体的合成方法却较为有限。这主要是因为在氧化剂的存在下,不对称羟基脱芳构化的化学、区域和对映选择性控制更为困难,易产生副反应。
冯小明院士课题组发现一种由手性N,N′-二氧化物/钪 ( III )配合物催化的 2-萘酚不对称羟基脱芳构化反应(图1),此反应以优秀的产率(高达 99%)和高对映选择性(高达 95 : 5 er)获得各种取代的邻位喹啉,且具有反应条件温和的特点。它还可用于合成各种1-羟基-1-烷基-萘-2-酮衍生物,例如lacinilene C 甲醚和lacinilene D。
研究者首先对反应条件进行了优化(表1)。他们选择了1-甲基萘-2-醇(1a)的羟基脱芳构化作为模型底物,以 3-苯基-2-甲苯磺酰基-1,2-氧氮杂环丙烷(2a)为氧化剂和相转移催化剂。他们优先对配体和金属进行筛选,发现L-PiMe2和L-PiPr3虽然具有良好的产率,但对映选择性不足。PiPr2是具有最佳对映选择性的配体,如果将钪金属盐从− OTf改为− NTf2可以抑制 α-酮醇重排,即可以将产率提升至 99% 。进一步优化反应条件发现,降低温度(0℃)和催化剂用量(至5% mol)可以提高对映选择性。
为了验证反应的实用性,他们对生物活性 lacinilene 进行不对称合成。利用此反应可以成功合成( S )-lacinilene D 和( R )-lacinilene D, 且量级可以达到克级。研究者也对光学活性 lacinilene C 的合成进行了研究,结果表明此反应同样适用。
根据机理实验的结果以及先前的研究,研究者提出了如图2所示的对映选择性催化模型。配体L-PiPr2通过四个氧原子与钪(III)中心结合,形成了多环八面体金属配合物催化剂。在一个空位上,2-萘酚与金属中心配位,其Re面被配体的一个酰胺单元遮挡。因此,2a优先从Si面进攻2-萘酚的α位,生成相应的R构型产物3ae及亚胺副产物。如果在2-萘酚的C3或C4位引入取代基,羟基两侧的空间位阻歧视性将降低,从而使得面选择控制变得更加困难。
总之,使用N,N′-二氧化物/钪 ( III ) 络合物催化剂,实现了 2-萘酚与氧氮杂环丙烷的对映选择性羟基化脱芳构化,实现各种取代的邻位喹啉的高效合成。
品名 | CAS | 货号 |
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NO-Feng-PDiPPPi, L-PiPr2, 99% NO-冯-PDiPPPi | 1000051-40-0 | 1595285 |
NO-Feng-PDiPPRa, L-RaPr2, 95% NO-冯-PDiPPRa | 1005495-74-8 | 1595287 |
NO-Feng-PDiPPPr, L-PrPr2, 99% NO-冯-PDiPPPr | 945564-85-2 | 1595283 |
品名 | CAS | 货号 |
---|---|---|
Scandium(III) triflate, 98% 三氟甲烷磺酸钪 | 144026-79-9 | 302513 |
Scandium(III) trifluoromethanesulfonimide, min. 97% 钪(III)三氟甲磺酰亚胺,分钟。97% | 176726-07-1 | 21-2023 |