正文
(圖片來源:Nat. Synth.)
首先,作者選擇Ts保護的脂肪酰胺1a作為模板底物對反應條件進行了探索(Fig. 2)。通過對一系列配體進行篩選,作者發現當使用1a (0.01 mmol), Pd(OAc)2 (10?mol%), L8 (15?mol%), NaTFA (1.0 equiv.), Ag2CO3 (2.0 equiv.), 在HFIP/MeCN (1.0?ml/0.1?ml)中,氮氣氛圍下110?°C反應24?h,可以以68%的產率,>99% ee得到目標脫氫產物2a。
(圖片來源:Nat. Synth.)
在得到了最優反應條件后,作者對脂肪族酰胺的底物范圍進行了考察(Fig. 3)。實驗結果表明,各種基于磺酰基的保護基團,包括Ts (2a)、4-硝基苯磺酰基(4-Ns) (2b)、甲酰基(Ms) (2c)、2-三甲基硅基乙基磺酰基(SES) (2d)、4-三甲基苯磺酰基(Cs) (2e)和4-甲氧基苯磺酰基(Mbs) (2f)均可兼容。具有不同α-取代基的環己基酰胺,如三氟甲基(2i)、甲氧基(2j)、氯(2k)和氟(2l)均具有良好的耐受性,且氯原子是進一步衍生化的有用基團。除環己基酰胺外,環庚基酰胺也能以36%的產率得到所需的β,γ-脫氫產物2n,ee為95%。此外,為了證明該方案的可擴展性,作者在1.0 mmol的規模下對1a進行β,γ-脫氫,以66%的收率獲得不飽和酰胺2a,且ee超過99%。
(圖片來源:Nat. Synth.)
接下來,作者考察了萜烯天然產物的后期脫氫反應(Fig. 4)。異甜菊醇(Isosteviol)和二氫異甜菊醇(dihydroisosteviol)是重要的二萜,以其多種藥理活性而聞名,包括抗炎、降壓、抗癌、抗病毒和抗菌等,它們均能參與轉化以優異的產率得到相應的β,γ-脫氫產物(2o, 2p)。令人驚訝的是,雖然齊墩果酸(oleanolic acid)和熊果酸(ursolic acid)有兩個相鄰的環己基環均具有β,γ-脫氫位點,但實驗結果表明只有一個環發生了去飽和,產率分別為64%和68% (2q, 2r)。此外,甘草次酸(glycyrrhetinic acid)、3-氧甘草次酸(3-oxoglycyrrhetinic acid)和卡貝諾酮酸(carbenoxolone acid)均具有良好的位點選擇性。值得注意的是,使用手性噁唑啉-吡啶酮配體的兩個對映體分別實現了E環的兩個不同位點的脫氫,以72-88%的產率得到相應的產物2aa-2af。這兩個位點選擇性的不飽和產物為這類五環三萜的整個E環的編輯提供了機會。
(圖片來源:Nat. Synth.)
隨后,受作者之前對串聯脫氫和烯基化研究的啟發,作者還探索了脂肪族酰胺是否可以兼容此串聯反應,實現重要的手性γ-內酰胺產物的合成。高興的是,使用噁唑啉-吡啶酮配體可以實現不對稱脫氫和隨后的烯基化過程,且最佳反應條件為:酰胺 (0.1?mmol), 烯烴(0.2?mmol), Pd(OAc)2 (10?mol%), L8 (15?mol%), NaOAc (2.0?equiv.), Ag2CO3 (2.0?equiv.), HFIP/MeCN (1.0?ml/0.1?ml), 90?°C, 48?h。在得到了最佳反應條件后,作者考察了該串聯過程的底物范圍(Fig. 5)。實驗結果表明1-甲基環己基-1-酰胺連有的不同保護基團,包括Ts (3a), Ms (3b), SES (3c),Mbs (3d),Cs (3e)和4-Ns (3f)均可兼容,以高達72%的產率,超過99% ee得到相應的β-烷基烯-γ-內酰胺產物。此外,三氟甲基(3j)、氟(3k)、氯(3l)和甲氧基(3m)等多種α-取代基均可兼容,以42-64%的產率,>99% ee得到相應的產物。除環己基類酰胺外,該反應對不同環尺寸的底物,如環庚基(3n)和環辛基(30)也可兼容,以中等產率和優異的ee得到產物。值得注意的是,以1a為原料進行1.0 mmol規模的反應時,可以以66%的產率,> 99% ee得到產物3a。
(圖片來源:Nat. Synth.)
該串聯反應與結構復雜的二萜如異甜菊醇(3p)和二氫異甜菊醇(3q)同樣具有良好的兼容性,以良好的產率得到相應的β-烷基烯-γ-內酰胺產物。有趣的是,齊墩果酸(3r)只進行了烯基化,而沒有進行進一步的γ-內酰胺化。此外,使用甘草次酸、3-氧甘草次酸和卡貝諾酮酸作為底物時,均以良好的位點選擇性得到產物(Fig. 6)。特別值得注意的是,當作者使用手性噁唑啉-吡啶酮配體的兩種對映體反應時,通過對四個不同位點(3aa-3af)的修飾,產生了明顯不同的E環脫氫模式。
(圖片來源:Nat. Synth.)
接下來,作者使用1a為模板酰胺底物考察了烯烴偶聯配偶體的兼容范圍(Fig. 7)。除了各種各樣的丙烯酸酯衍生物(5a-5c)以外,其它Michael受體,包括五氟苯乙烯(5d),乙烯基膦酸二乙酯(5e),α-亞甲基丁內酯(5f),丙烯腈(5g),N-丙烯酰嗎啉(5h)和乙烯基砜(5i, 5j)均可兼容,以中等至良好的收率(32-84%)得到所需的β-烷基-γ-內酰胺或β-烯基產物,且ee超過99%。其中富馬酸二甲酯(5c),五氟苯乙烯(5d)和α-亞甲基丁內酯(5f)這兩個在C-H烯基化反應中具有挑戰性的偶聯配偶體均可兼容。此外,N-苯基馬來酰亞胺(5k)也是合適的偶聯配偶體,以中等產率和良好的ee (>99%)得到手性螺環吡咯烷。值得注意的是,其他缺電子烯烴,包括乙烯基磺酰氟(5l)、苯基(乙烯磺酰)胺(5m)、2-(乙烯磺酰)苯并[d]噻唑(5n)和4-戊-3-酮(5o)不能兼容。
(圖片來源:Nat. Synth.)
為了證明此轉化的實用性,利用利用產物進行了后續衍生化(Fig. 8)。作者利用β,γ-去飽和酰胺形成了一系列結構多樣的手性產物,在遠端位置形成了碳-碳和碳-雜原子鍵,而這使用傳統方法是具有挑戰性的。2a與間氯過氧苯甲酸(m-CPBA)反應可以90%的產率得到相應的手性環氧化物(6a),非對映選擇性良好(dr = 8/1)。此外,對2a進行了高度立體特異性的鈀催化脫羧烯基化反應,可以在β,γ-不飽和酰胺的γ-位上引入額外的烯基(6b)。此外,通過烯基的二溴化可以得到手性反式二溴產物(6c),具有完全的非對映選擇性。在LiAlH4存在下,酰胺2a還原得到手性不飽和環胺(6d),產率為52%。此外,作者還成功實現了酰胺導向基團的脫除,以58%的產率得到β-烷基烯-γ-內酰胺(6e)。
(圖片來源:Nat. Synth.)
總結
聲明:化學加刊發或者轉載此文只是出于傳遞、分享更多信息之目的,并不意味認同其觀點或證實其描述。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益,請作者持權屬證明與本網聯系,我們將及時更正、刪除,謝謝。 電話:18676881059,郵箱:gongjian@huaxuejia.cn