手性亚磺酰胺合成α-手性胺类化合物的方法

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随着对药物化学的不断深入研究发现,绝大多数具有活性的药物分子中都含有氨基或者由氨基衍出的官能团, 因此合成具有氨类官能团的化合物在在药物化学和合成化学中有着特殊的地位和作用。而其中具有手性胺类的化合物由于其光学结构的差异,往往所产生的生物活性有着巨大的差别甚至是相反的效果。在有机胺类化合物中有一种比较特殊的类型,那就是“α手性胺”类化合物。所谓α手性胺类化合物即是在氨基及其衍生物官能团的毗邻或α位存在一个具有手性的碳原子,其中氨基可以是一级、二级、三级胺甚至可以是季铵盐,但相邻的碳原子必须是二级或者三级的碳原子。往往α手性胺类化合物呈现出较特殊的生物活性,因此如何能够通过简单易行的操作,最好通过一步反应得到高化学选择性和立体选择的α手性胺类化合物方法来合成手性胺类化合物无疑是一个巨大的挑战。

在多种对α手性胺类化合物合成方法之中,采用对非稳定亚胺进行亲和加成的方法是最为可靠的方法。一般来说,合成α手性胺需要经历几个步骤:

1)胺的形成; 2)亲核加成; 3)保护或者活化基团脱去。

对于第一步胺的形成,一般比较常用的就是如下几种方法:


1. 硫酰胺的合成

对于硫酰胺的形成这一步反应,一般通用条件为以上两种,但对于活性较差或者位阻较大的底物一般需要乙氧基钛类试剂来进行反应。


当然在形成胺的过程中,除了上述讲到的硫酰胺外还可以形成膦酰胺和甲酰胺等来将氮原子引入分子之中。由于本文主要介绍通过硫酰胺来进行α手性胺合成介绍,其他方法的操作部分就不在此详细描述。


2. 亲核加成与还原

由于N-烷基取代的胺相比于具有烷基取代的碳原子而言具有相对弱的亲电性,但却具有更强的Lewis碱性,因此只有一些非常活泼的亲和试剂,如有机锂,格式试剂,有机铜试剂和有机铈试剂等才能与其发生反应。这些胺的亲电性可以通过选择一个恰当的给电子基团来得以增加,因此通过这种方法是增加潜在亲和性的重要手段。具有一个恰当的活化基团(如膦酰胺,硫酰胺等),格式试剂可以温和条件得到较高产率的胺类化合物。用这种活化方法对于催化非稳定亚胺结构的不对称加成是非常重要的方法,在文献报导已有相关的报导。由于这种改进方法,使得通过一些特殊金属试剂如铜、铑、铱和钯催化的不对称加成变成可能。通过研究发现,具有N-酰基化的胺要比具有烷基化或者芳基化的胺具有更强的亲电性。


2.1 加成

格氏试剂对这些亚胺进行加成的反应取得了很好的效果并且产物具有非常高的立体选择性。


2.2 还原

当然除了亚磺酰胺的底物进行加成反应外,也可以使用适当的还原剂将底物还原,再进一步脱去从而得到亚磺酰的保护得到立体选择性较高的α手性胺。

由上述反应可以看出,不同还原剂的使用对实验结果的影响有着决定性的作用,我们可以有效的选择合适的底物和还原剂从而得到我们想要的立体构型的产品。下边是对产生还原性差异从构象上进行的机理解释。


参考文献
[1] J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 8329-8330
[2] J. Org. Chem. 2006, 71 6859-6862
[3] Tetrahedron. 1999, 55, 8883-8904.


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