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JACS:复旦大学最新成果发布!

日期: 来源:化学科讯收集编辑:
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手性α-烯基取代的2,3-二氢苯并呋喃是一类重要的结构单元,广泛存在于天然产物和合成药物之中,如2-rotenone,remirol,isoangenomalin,megapodiol,angenomalin,phenostereum A 和fomannoxin(图1)。迄今为止,该骨架的不对称合成研究还相对较少,且面临着一些挑战。2007年, Schmalz 教授和Koning教授合作开发了Pd催化分子内的不对称烯丙基化,合成了手性α-取代的2,3-二氢苯并呋喃,但该反应的原料合成比较繁琐(图2a)。两年后,Kitamura课题组通过Ru催化分子内不对称脱氢环化反应实现了一例手性α-烯基取代的2,3-二氢苯并呋喃的合成,但是未对底物普适性进行考察(图2b)。2021年,易伟课题组报道了Rh催化N-苯氧基乙酰胺和共轭二烯的不对称C-H活化/3+2环加成反应,合成了系列烯基取代的2,3-二氢苯并呋喃产物,但对映选择性最高仅有62%(图2c)。

图1. 含手性α-烯基取代的2,3-二氢苯并呋喃结构的生物活性分子

图2. 过渡金属催化不对称合成手性α-烯基取代的2,3-二氢苯并呋喃的方法


近日,复旦大学张俊良/张展鸣课题组《JACS》上发表题为“Palladium/TY-Phos-Catalyzed Asymmetric Heck/Tsuji–Trost Reaction of o-Bromophenols with 1,3-Dienes”的研究成果。







图文导读




在这项工作中,作者开发了Pd/TY-Phos催化的邻溴苯酚与各种1,3-二烯的Heck/Tsuji-Trost反应,可以方便地合成手性的2,3-二氢苯并呋喃(图3)。该反应具有良好的区域选择性、对映选择性、较高的官能团耐受性和易于扩展的特点。更重要的是,作者通过该方法完成了天然产物 (R)-tremetone和fomannoxin的高对映选择性合成。


图3. 本文研究

作者选用商业可得的2-溴苯酚(1a)和 (E)-1-苯基-丁二烯(2a)作为模板底物,对商业化配体和他们自主开发的手性叔丁基亚磺酰胺膦配体(Sadphos)进行考察。研究表明,商业化配体以及Sadphos家族配体Ming-Phos、Xiang-Phos、Xu-Phos、PC-Phos基本无不对称催化效果。但是,富电子、大位阻的TY-Phos在该反应中展现了出色的不对称选择性(图4)。随后,通过配体结构修饰以及碱、钯源、溶剂和温度的系统筛选,得到了反应的最佳条件。

图4. 配体筛选
在最优条件下,作者对于底物的普适性进行了系统考察(图5)。首先,考察了含不同官能团的1,3-共轭二烯,如各种取代(OMe、Me、CF3、Cl等)的芳基、1-萘基、噻吩基以及各种烷基衍生的1,3-共轭二烯等都能很好的兼容。改变邻溴芳基酚的电性和位阻,没有对反应的化学和立体选择性产生影响,均具有非常好的普适性。但是,邻溴苯胺类衍生物并不适用该反应体系,表现出了较低的对映选择性。

图5. 底物普适性考察

为了考察该方法的实用性,作者使用一对对映异构配体分别完成了3ax和ent-3ax的克级规模的制备,能以更高的产率获得目标产物(图6)。随后,作者通过一步简单反应,成功实现了天然产物 (R)-tremetone、fomannoxin以及其对映异构体的合成。这有力阐明了该方法对有机合成具有潜在应用价值。

图6. 克级规模制备以及产物转化

总之,作者开发了一种高对映选择性Pd催化的Heck/Tsuji−Trost反应,为手性α-烯基取代的2,3-二氢苯并呋喃类化合物的合成提供了一种简单高效的方法。该方法学兼具原料简单易得、操作方便、效率高、反应条件温和等显著特点。

 





作者介绍




张俊良教授,复旦大学化学系教授,博士生导师。主要从事有机合成方法学研究,包括烯炔与小环化学,不对称催化,新型手性催化剂/配体(Sadphos)的设计开发。先后获得国家杰出青年基金、教育部创新团队学术带头人、科技部中青年创新领军人才、上海市领军人才、上海市优秀学科带头人、上海市东方学者(跟踪)、中国化学会青年化学家奖、Thieme Chemistry Journal Award等。主持国家重点研发计划重点专项1项,自然基金委重点项目1项,上海市重大项目1项,面上项目4项,973项目参与2项,子课题负责人1项。



张展鸣青年研究员,复旦大学化学系青年研究员,硕士生导师。主要从事有机合成方法学研究,包括过渡金属催化不对称反应以及新型配体设计开发。目前,已在发表Chem, J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.等国际顶级期刊发表学术论文10余篇。主持自然基金委青年项目1项以及博士后项目3项,参与国家重点研发计划重点专项1项以及自然基金委重点项目1项。

参考文献

Youshao Tu, Bing Xu, Qian Wang, Honglin Dong, Zhan-Ming Zhang*, and Junliang Zhang*

J. Am. Chem. Soc., 2023, 145, 4378–4383, DOI: 10.1021/jacs.2c12752








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