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Angew. Chem. :扭转张力非依赖的催化不对称合成轴手性联芳基化合物


轴手性结构广泛存在于天然产物,生物活性分子,手性配体或催化剂,以及功能材料中。鉴于其重要性,轴手性化合物的催化不对称合成吸引了国内外化学家们的广泛研究兴趣。其中,过渡金属或有机小分子催化的动态动力学拆分构型不稳定的桥联联芳基化合物是构建轴手性化合物的有效策略之一,具有反应条件温和,原子经济性高等优点。然而,现有的文献方法,其反应活性高度依赖于联芳基底物自身的扭转张力,在相同条件下,扭转张力小的底物反应活性低甚至不反应,极大地限制了底物的适用范围以及产物的结构多样性。因此,亟需发展扭转张力非依赖的合成新方法来应对这一挑战。


近日,浙江大学药学院、浙江大学(杭州)创新医药研究院、浙江大学智能创新药物研究院廖佳宇研究员课题组利用银/手性膦配体催化体系,设计并发展了首例联芳基硫羰代内酯与活化异氰的动态动力学拆分反应,以高产率和高对映选择性构建了一系列邻位噻唑取代的轴手性联芳基化合物。值得一提的是,该方法表现出扭转张力非依赖的反应活性,打破了扭转张力对于联芳基底物的限制。



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在最优条件下,作者首先对联芳基硫羰代内酯的适用范围进行了考察。结果表明,不同骨架的邻位单取代和双取代的联芳基硫羰代内酯均适用于此反应体系,在相同反应条件下,以高对映选择性得到一系列邻位三取代和四取代的轴手性苯酚衍生物。此外,作者还考察了不同类型的活化异氰,发现不同吸电子基取代的异氰均有良好的兼容性。

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鉴于产物结构中同时含有酯基和酚羟基,作者将其转化为一类结构新颖的桥联轴手性并八元环内酯,进一步提升了该方法在结构多样性联芳基轴手性化合物合成中的应用价值。

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机理研究表明,整个反应是由银催化的活化异氰与联芳基硫羰代内酯的立体选择性[3+2]环加成和银催化的消除反应两步组成,手性控制的关键步骤在[3+2]环加成这一步。该反应表现出扭转张力非依赖的原因在于第一步[3+2]环加成的发生不需要扭转张力促进,而形成的螺环中间体其结构本身具有较大的环张力,加上噻唑形成过程中的芳构化一并作为驱动力,促使第二步消除反应顺利进行,得到最终产物。

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在该工作中,廖佳宇研究员课题组基于联芳基硫羰代内酯和活化异氰设计并发展了一种扭转张力非依赖的催化不对称构建轴手性苯酚衍生物的新方法。该研究不仅丰富了动态动力学拆分反应,更为设计开发结构多样性轴手性化合物的合成方法提供了新的思路和机会。

文信息

Torsional Strain-Independent Catalytic Enantioselective Synthesis of Biaryl Atropisomers

Zhang-Hong Luo, Wen-Tao Wang, Tian-Yi Tang, Sen Zhang, Fen Huang, Dan Hu, Ling-Fei Tao, Prof. Dr. Linghui Qian, Prof. Dr. Jia-Yu Liao


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202211303




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