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手性胺在天然产物,药物分子以及功能材料中广泛存在,小分子药物以及农用化学品中约40-45%都含有手性胺组分,因此开发高效制备对映体富集胺的方法具有重要意义。过渡金属催化不饱和碳氢化合物的氢胺化反应是高附加值手性胺合成的重要方法。尽管目前在烯烃,联烯以及1,3-二烯等底物的不对称氢胺化领域已经取得了较多的进展,但对于1,n-烯炔底物的不对称氢胺化反应的报道仍十分有限,主要挑战在于反应中的化学选择性和立体选择性难以控制,并且需要避免炔基组分的级联氢胺化反应。 武汉大学孔望清课题组长期致力于镍催化不对称环化构建含季碳手性中心杂环的研究。在前期研究的基础上,该研究团队利用二恶唑酮或氨茴内酐作为氮烯转移试剂,成功实现了镍催化1,6-烯炔,1,7-烯炔化学选择性和对映选择性还原环化/胺化与酰胺化,以良好的产率 (up to 83% yield) 和优异的对映选择性 (up to 99% ee) 分别得到了一系列4-位氨甲基取代吡咯烷酮类化合物和哌啶酮类化合物。值得注意的是,携带氨甲基的吡咯烷酮与哌啶酮骨架广泛存在于具有生物活性的天然产物和药物分子中。
在最优条件下,作者对二恶唑酮,氨茴内酐以及烯炔底物的范围进行了考察。结果表明,反应对于一级,二级烷基包括一些大位阻的官能团取代的二恶唑酮都能得到比较好的结果,并且对具有吸电子基和给电子基的芳香取代的二恶唑酮也有很好的兼容性,一些药物分子衍生的二恶唑酮也可以应用到该反应中。同时,反应对于1,6-烯炔,1,7-烯炔底物以及氨茴内酐的官能团耐受性也较好。 随后,作者通过克级反应验证了该反应的实用性,并且通过对产物进行多功能合成转化,得到了一系列手性保持的脱保护基产物以及氮杂双环产物,这些氮杂双环骨架是一些药物分子和生物活性分子的核心骨架。通过钌催化氧化断裂标准产物的双键,可以在保持对映选择性的情况下以60%的产率得到酮,根据前人的报道,将其还原脱氧后去除氮上的保护基可以得到4-位氨甲基取代的2-吡咯烷酮,可作为多种生物活性分子的合成前体。 最后,作者通过一系列机理实验以及DFT计算验证了反应是由炔烃组分的区域选择性加氢镍化启动,随后与烯烃组分发生迁移插入,而非由镍与烯炔的[2+2+1]氧化环化途径启动。作者进一步通过理论计算揭示了反应的对映选择性起源。形成S构型产物的过渡态中,配体与底物之间的氢键被拉长至2.55 Å,相对减弱了配体与底物的氢键相互作用,降低了形成S构型产物过渡态的稳定性,从而使得形成R构型产物更有利。 在该工作中,武汉大学孔望清课题组利用二恶唑酮或氨茴内酐作为氮烯转移试剂,实现了镍催化1,6-烯炔,1,7-烯炔化学选择性和对映选择性还原环化/胺化与酰胺化。该反应在温和条件下进行,具有广泛的底物适用范围,得到了一系列对映体富集的氨甲基取代吡咯烷酮和哌啶酮骨架。该合成方法的优点通过对药物分子的后期修饰以及在生物活性分子合成中的潜在应用得到了充分证明。 论文信息 Ni-Catalyzed Enantioselective Reductive Cyclization/Amidation and Amination of 1,6-Enynes and 1,7-Enynes Shengwei Hu, Xiaoqin Wang, Tianbao Wu, Zhengtian Ding, Prof. Dr. Minyan Wang, Prof. Dr. Wangqing Kong Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202413892

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