在有機(jī)合成中,烯丙基砜是一種多功能的合成砌塊,同時(shí),手性烯丙基砜化合物在生物活性分子研究中扮演著重要的角色,大約20%FDA批準(zhǔn)的藥物為含硫化合物。因此,制備這些化合物具有很高的應(yīng)用價(jià)值。在過(guò)去的幾十年里,這類(lèi)化合物的合成雖然得到了很大的關(guān)注,但是催化不對(duì)稱(chēng)合成具有手性季碳中心的烯丙基砜仍舊是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。在這方面,傳統(tǒng)的烯丙基取代反應(yīng)(如Tsuji-Trost反應(yīng))只能實(shí)現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)具有仲碳手性中心的烯丙基砜的合成。Breit課題組與Zhang課題組分別報(bào)道了不同體系實(shí)現(xiàn)手性a-單取代烯丙基砜合成的案例。但是,由于手性a,a-二取代烯丙基砜結(jié)構(gòu)中季碳中心的位阻,合成此類(lèi)化合物仍舊是一個(gè)難點(diǎn)(Scheme 1)。
在合成化學(xué)中,構(gòu)建手性支鏈烯丙基化合物仍舊是一個(gè)重要的課題,其中,銥催化的一級(jí)和二級(jí)烯丙基前體的取代反應(yīng)取得了巨大進(jìn)展。然而,過(guò)渡金屬催化三級(jí)烯丙基前體發(fā)生取代反應(yīng),從而形成a,a-二取代烯丙基化合物的反應(yīng)相對(duì)較少,主要原因是親核試劑更傾向于進(jìn)攻位阻小的一端,從而形成鏈狀產(chǎn)物。另外,π-烯丙基鈀中間體的異構(gòu)化更是增加了此類(lèi)反應(yīng)的難度。近日,加泰羅尼亞化學(xué)研究所(ICIQ)的Arjan W. Kleij課題組通過(guò)Pd催化的烯丙基取代反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了具有手性季碳中心烯丙基砜的不對(duì)稱(chēng)合成,以高收率、高立體選擇性的方式合成了一系列具有挑戰(zhàn)性的手性烯丙基砜(Scheme 1)。相關(guān)研究成功發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 上(DOI: 10.1002/anie.201908318)。
(來(lái)源:Angew. Chem. Int. Ed.)
作者采用三級(jí)碳酸烯丙酯1a與芐基亞硫酸鈉為模板底物進(jìn)行條件優(yōu)化,通過(guò)對(duì)手性配體、溶劑、溫度等反應(yīng)參數(shù)的篩選,確定了最優(yōu)條件為:Pd2(dba)3·CHCl3為金屬鹽,L10為手性誘導(dǎo)配體,2-甲基四氫呋喃為溶劑,于-20 ℃反應(yīng)48 h,反應(yīng)以良好的收率(82%)和選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物(Table 1)。
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建立最優(yōu)條件后,作者考察了烷基亞硫酸鈉的底物范圍(Figure 1)。其中,鄰位、間位、對(duì)位取代的烷基亞硫酸鈉均能以高收率和高對(duì)映選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物。許多官能團(tuán),如三氟甲基、酯基、烷基等均能兼容此反應(yīng)。重要的是,所有底物均具有大于95:5的優(yōu)良的區(qū)域選擇性。
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隨后,作者評(píng)估了三級(jí)烯丙基前體的適用范圍(Figure 2)。許多烯丙基碳酸酯均能有效參與到反應(yīng)中,以中等收率與杰出的選擇性得到a,a-二取代的烯丙基砜。其中,使用間位取代的芳基,能有效增加立體控制能力。大位阻的芳基萘和一些雜環(huán)的使用也并不會(huì)影響反應(yīng)的效率。
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緊接著,作者通過(guò)重新優(yōu)化條件,實(shí)現(xiàn)了芳基亞硫酸鈉和烯丙基碳酸酯之間的烯丙基取代反應(yīng),以良好的收率和中等的對(duì)映選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物。
為了說(shuō)明反應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值,作者分別對(duì)產(chǎn)物烯丙基砜(2a)進(jìn)行了環(huán)氧化、氫硼化等轉(zhuǎn)化,并實(shí)現(xiàn)了(-)-Agelasidine A的表觀全合成(Scheme 2)。
(來(lái)源:Angew. Chem. Int. Ed.)
小結(jié):作者首次實(shí)現(xiàn)了具有季碳手性中心的烯丙基砜結(jié)構(gòu)的區(qū)域選擇性與立體選擇性合成。其中新型磷酰胺配體L10是成功實(shí)現(xiàn)鈀催化的烯丙基磺?;年P(guān)鍵。反應(yīng)具有廣泛的底物范圍、優(yōu)良的區(qū)域選擇性與溫和的反應(yīng)條件,為一些具有挑戰(zhàn)性的烯丙基取代反應(yīng)提供了良好的示例。