萘的不对称脱芳构化Mizoroki−Heck反应

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MizorokiHeck反应有机卤化物(或三氟化合物)与经典烯烃交叉偶联形成碳−碳键的重要反应之一。近年来,通过芳香族化合物的内环π-键作为偶联对,脱芳构化Heck反应得到了广泛的关注,为Heck反应开辟了一个新的研究空间(方案1a)。尽管在克服打破芳香性的能量障碍方面存在固有的挑战,但不对称脱芳Heck反应构成了获得光学活性多环化合物的有效和直接的策略。在这方面,富电子的杂芳烃,包括吲哚、吡咯、苯并呋喃、和呋喃已经被对映体选择性芳基化或乙烯基化,以得到许多结构独特的含四元立体中心的杂环分子。在这一点上,人们已经对吲哚、吡咯、苯并呋喃、和呋喃进行了对映选择性芳基化或乙烯基化,得到了许多结构独特的含四元立体中心的杂环分子(方案1b)。此外,杂芳烃还通过截取烷基-钯中间体的多米诺-Heck/阴离子捕获序列来去功能化,因此在环系中构建了两个邻近的立体中心。与那些电子偏置的杂芳烃相比,萘和苯的不对称Heck反应仍然非常具有挑战性,而且没有文献报道,因为它们通常具有更高的芳香族稳定能。

最近,Luan和他的同事首次完成了钯催化的1-(邻碘苯基)-4-烷基萘与原位生成的芳烃的[3+2]螺环反应,构建了螺荧烯(方案1c,上图)。后来,杨、游和同事记录了用两个分子内炔进行溴芳烃的[2+2+1]螺环反应(方案1c)。这两个结果都表明这是一个Heck反应途径。然而,由于缺乏有效的手性催化剂,直接脱芳Heck反应的对映选择性变体仍未被开发。在作者团队最近对萘的脱芳1,4-二功能化研究的基础上,本文提出了一种钯催化的萘分子内不对称Heck反应,通过萘的内环π-键的脱芳迁移插入,然后δ-H消除反应(方案1d)。该反应依赖于一种新的亚磺酰胺膦配体(新的Xu-Phos)的使用。不仅对映体选择性得到了很好的控制,而且产生无手性产物的非常竞争性的、常见的和不受欢迎的CH芳基化反应也受到了抑制。以中等到优异的产率(43%95%)和良好的对映体选择性(高达95%ee),获得了各种结构独特的螺氧吲哚和螺异吲哚-1-酮产品。

作者团队首先以萘甲酸衍生物1a为模型底物进行条件优化。如表1所示,在MTBE中使用无手性PPh3PCy3配体与Pd(dba)2(5mol%)K3PO4(2.0当量)进行的初始测试主要生成不需要的CH芳基化产物3(1,条目12)。在(R)-BINAP(L1)存在下没有反应(1,条目3)。令人满意的是,基于BINOL的手性亚磷酰胺配体提供了2a作为主要产(1,条目49)。二甲氨基配体L2的产率为84%ee26%(1,条目4)2,2,6,6-四甲基哌啶配体L5的产率为65%ee54%(1,条目7)。观察到位阻较大的配体L6L7的反应性较低(1,条目89)。为了提高对映选择性,作者团队进一步将注意力转向手性磺酰胺膦(Sadphos)配体。含有游离NH基团的配体L8L9产量较低,ee值较差,以及生成相当数量的3(1,条目1011)。然而,N-甲基保护配体L10L13显著提高了产量和ee(1,条目1215)。配体上块状的的芳基进一步提高了对映体的选择性。当使用含有3,5--叔丁基-4-甲氧基苯基的L13时,产物2a的收率为63%ee80%(1,条目15)。随后考察了钯前体、碱和溶剂的影响。[Pd(allyl)Cl]2的产率为68%ee83%,而Pd(OAc)2的产率为41%(1,条目1617)。其他碱包括K2CO3Cs2CO3NEt3未能给出更好的结果(1,条目1820)。令作者团队高兴的是,在四氢呋喃溶剂中,产率提高93%ee84%(1,条目21)。将温度降低到80°C,延长反应时间,对映体选择性进一步提高到87%(1,条目24)。最后,修饰配体L14L15分别得到85%ee90%ee的产物2(1,条目2526)。对于后者,以86%的得率分离出2a,并有微量的3 

在确定了最佳条件后,作者团队接下来检验了这种不对称脱芳Heck反应的底物范围(2)。首研究了2-溴苯胺环上的一系列取代基。给电子基N-原子耐受性好,产物2b2g产率分别为46%88%ee83%95%。相比之下,电子对氟基团以较低产率(52%)ee(74%)生成2h。注意,合成产物2c2d2f2g需要稍高的催化剂负载量。对Br对位的不同取代基团也进行了研究。含吸电子基团(Cl2iF2jCO2Me2qCONEt22r)或给电子基(甲基,烷氧基,和苯氧基,2k2o),得到相应的产物,ee值在86%~94%之间。含给电子取代基的底物的产品产率一般较高。通过单晶X射线衍射分析,确定了产物2i的绝对构型S。在苯环上含有额外芳香族和杂芳族取代基的底物得到产物2s2w 83%90%ee。此外,1-环己烯基、吗啉基和N-哌啶基被引入溴原子对,相应的反应以较好的产率对映选择性获得了2x2z。还测试了含有两个取代基的底物,其产物为2aa2ad80%91% eesBr原子邻位的甲基导致2ae较差的ee,尽管产物产率棒。令作者团队高兴的是,吡啶衍生底物的反应73%的产率和84%ee得到了2af。此外,以77%的产率和88%ee得到了含N-乙基的产物2ag。对蒽基底物也进行了处理,得到了产率为52%ee83%的产物2ah。在萘环的C4位引入乙基,以11/1E/Z比,以88%ee80%的产率得到了相应的产物2ai

 

作者团队进一步研究了萘胺衍生物4的不对称脱芳Heck反应。如表3所示,在100°CMTBE中,[Pd(allyl)Cl]2(3mol%)L15(12mol%)K3PO4(2.0当量)存在下,产物5a的产率为78%ee92%N-Bn产物5b的产率和ee相当。然后考察了2-溴苯甲酰基苯环上的取代基。反应对Br原子对位的FClMeOMeNEt2和氯丁氧基具有耐受性,相应的产物5c5h的产率为54%75%ees69%95%。含给电子取代基的底物(5e5h)的产率和ee值较高。5f氧化成酮6的产率为68%ee91%。单晶X射线衍射(XRD)分析表明化合物6S构型,即5f为相同构型。此外,Me组和OMe组也进行了试验,以中等产量获得5i5j。以79%的收率和92%ee得到了二取代产物5k

 

为了证明其实用性,对产品2a进行了多次合成变换(方案2)。在室温下,以Pd/C为催化剂,在H2气氛下对2a进行加氢反应,化合物7的收率为95%ee91%dr5:1。通过单晶X射线分析确定了新立体中心的构型R。用LiAlH4进一步还原7的羰基,以82%的收率和89%ee生成胺8NiH催化的共轭烯烃的氢芳基化反应以63%的产率和91%的收率合成了92a臭氧里合成苯并环己酮1010PhMgBr进行1,2-加成得叔醇11,产率74%dr<span style="font-family:Times


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