Angew:二羧酸盐相转移催化剂催化2-萘酚的不对称去芳构化氟化反应

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有机氟化物广泛存在于具有药理活性的药物和农药中,因此该类化合物的不对称合成具有重要意义。尽管已经有许多关于合成不对称氟化物的报道,但应用去芳构化策略合成芳基氟化物的报道还很少。2-萘酚是不对称去芳构化反应中的重要底物,那将2-萘酚用于不对称去芳构化氟化反应似乎较为简单。2013年,Toste课题组报道了手性磷酸盐相转移催化剂催化苯酚的不对称去芳构化氟化反应。2018年,王锐和杨东旭团队报道了铜催化轴手性1-取代-2-萘酚的不对称手性转移型去芳构化氟化反应(Scheme 1a)。同时,受到课题组前期报道的二羧酸相转移催化剂催化烯丙基酰胺的不对称氟环化反应(Scheme 1b)的启发,日本静冈大学Yoshitaka Hamashima团队首次报道了二羧酸盐相转移催化剂1催化2-萘酚的不对称去芳构化氟化反应,并以良好至优秀的收率和对映选择性得到一系列手性氟化萘酮衍生物(Scheme 1c)。相关研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.(DOI: 10.1002/anie.202005367)。


(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.


作者以1-苯基-2-萘酚3a为模板底物,通过对溶剂、碱和温度等条件进行筛选,确定最优条件为(Table 1):1.5 equiv氟试剂2为氟源,10 mol%二羧酸盐相转移催化剂1为最优催化剂,1.5 equiv Na2CO3为最优碱,CH2Cl2为最优溶剂,在0 ℃条件下反应18 h,能以97%的收率和93%的对映选择性得到相应产物。


(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.


在最优反应条件下,作者对1-取代-2萘酚的底物范围进行了考察(Table 2)。各种取代的苯基、烯丙基、芳香醛、杂芳基、环己烷以及异丙基等脂肪族取代的2-萘酚均能较好地适应反应条件,以良好至优秀的收率及对映选择性得到相应的手性氟化萘酮衍生物。同时,2-甲基取代的2-萘酚也能以优秀的收率和良好的对映选择性得到相应产物。


(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.


接下来,作者对多取代的2-萘酚的底物范围进行了考察(Table 3)。各种C5, C6, C7, C8位取代的2-苯基-2-萘酚均能较好地适应反应条件,以良好至优秀的收率和对映选择性得到相应产物。C4位为甲基取代的2-苯基-2-萘酚能较好地适应反应条件,若将甲基换成位阻较大的苯基,对应产物的对映选择性则有所降低。然而,C3位取代的2-苯基-2-萘酚不能适应反应条件,只能以38%的对映选择性得到相应产物,这表明C3位取代基的空间位阻对于该反应产物的对映选择性起着至关重要的作用。


(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.


根据反应结果,作者推测可能的机理如下(Figure 1):原位生成的二羧酸盐催化剂A与氟试剂2经历离子交换过程后,2可从固相转移到液相中从而转化为手性氟试剂B1H NMR实验表明2-萘酚和羧酸盐催化剂A之间存在氢键相互作用,因此作者推测B和2-萘酚反应可形成三组分中间体C。最后,C发生分子内反应生成产物4。同时,4a的单晶结构显示产物为S-构型。


(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.


为了证明反应的应用潜力,作者进行了一系列衍生反应(Scheme 2)。通过简单的衍生反应,4a可转化为叔醇8。同时,4a还可发生α-溴化反应和环氧化反应,分别以中等至良好的收率和优秀的对映选择性得到4v94a在间氯过氧苯甲酸的二氯甲烷中可转化为Baeyer-Villiger产物1010在酸性的甲醇溶液中会发生开环反应生成化合物11。在空气中,10可与正丁胺反应生成半酰胺12


(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.


小结:日本静冈大学Hamashima团队首次报道了二羧酸盐相转移催化剂催化2-萘酚的不对称去芳构化氟化反应,并以良好至优秀的收率和对映选择性得到一系列手性氟化萘酮衍生物。同时,通过简单的衍生反应,产物4a可转化为叔醇、Baeyer-Villiger产物以及半酰胺等重要的衍生产物。


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