冯氏配体——环丁烯酮的开环/环加成反应
2024-08-16 · 应用介绍 · 百灵威授权转载
环丁烯酮是一类非常重要的小环类化合物。它含有碳碳双键和羰基、且具有较大的环张力，被视为一类重要的合成子。独特的核心骨架为环丁烯酮提供了多种反应模式，具体取决于反应底物的性质，不同催化剂的活化方式以及反应条件。
冯小明院士团队设计的 N,N'-双氧化合物（即冯氏配体），突破了对配体刚性骨架的传统要求，像“双节棍”一样刚柔并济，通过控制化学物质在反应中的相遇方式，保证它们按照预期的方式结合。
冯氏配体作为一类重要的配体，应用于环丁烯酮的不对称开环/环加成反应，实现多种生物活性分子的高效合成。
不对称[4+2] 环加成合成 α,β-不饱和 δ-内酯
α,β-不饱和δ-内酯是大量具有生物活性化合物的重要骨架，例如用于抗肿瘤的Ratjadone11、用于抗炎的Asperlin12和用于治疗焦虑的Kavain13 等。
以N,N ′-二氧化物/Yb( III ) 复合物为催化剂，LiNTf2和 5 Å 分子筛为助催化剂，实现 β,γ-不饱和α-酮酯与环丁烯酮的不对称 [4+2] 环加成反应。该反应可以以良好的产率（高达 92%）获得一系列 4,5,6-三取代 α,β-不饱和δ-内酯，同时还具有优异的对映选择性（高达 98% ee）和非对映选择性（高达 >19/1 dr）。
![不对称 [4+2] 环加成合成 α,β-不饱和 δ-内酯<sup>[1]</sup>](/assets/jk-articles-all/39f4c8be7a0c9fbd22b7a449.png)
对映选择性合成 3-苯基乙烯基-4-羟基二氢香豆素
使用手性 N,N'-二氧化物-钪 (III) 配合物作为催化剂，实现了环丁烯酮与 2- 羟基苯乙酮或水杨醛的高度非对映选择性和对映选择性开环/环加成反应。该反应以良好的产率（高达 92%）、高对映选择性（高达 93% ee）和优异的非对映选择性（>19:1 dr）生成各种 3-苯基乙烯基-4-羟基二氢香豆素。
![对映选择性合成 3-苯基乙烯基-4-羟基二氢香豆素<sup>[2]</sup>](/assets/jk-articles-all/d27d6eb1b7b84b95bf185c0e.png)
二氧吡咯烷的不对称催化多样化开环/环加成反应
以手性N,N ′-二氧化物/金属配合物作为催化剂，即通过高度非对映选择性和对映选择性的 [4 + 2] 环加成反应，可以从 (E)-烯基吲哚轻松获得手性螺环己烷氧吲哚。在 (E)-二氧吡咯烷的 C═O 键上发生了异 Diels-Alder 反应，得到螺环-δ-内酯，产率高达 85%，ee 值高达 97%。此外与 (E)-烯基氧吲哚进行 Diels-Alder 型环加成反应，可获得优异的螺环己烷氧吲哚。
![二氧吡咯烷的不对称催化多样化开环/环加成反应<sup>[3]</sup>](/assets/jk-articles-all/f453ead6da82908de4d9e0c9.png)
冯氏配体
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| NO-Feng-PDEtMPPr, L-PrEt2Me, 95% NO-冯-PDEtMPPr | 1502814-73-4 | 2699015 |
| NO-Feng-PDiPPPr, L-PrPr2, 99% NO-冯-PDiPPPr | 945564-85-2 | 1595283 |
| NO-Feng-PDMPRa, L-RaMe2, 99% NO-冯-PDMPRa | 1132049-44-5 | 1595288 |
金属盐
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Ytterbium(III) trifluoromethanesulfonate, 98%, for synthesis 三氟甲磺酸镱(III) | 54761-04-5 | 994455 |
| Scandium(III) triflate, 98% 三氟甲烷磺酸钪 | 144026-79-9 | 302513 |
| Dysprosium(III) trifluoromethanesulfonate, 98% 三氟甲烷磺酸镝(III) | 139177-62-1 | 247148 |
溶剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 1,2-Dichloroethane, 99% 1,2-二氯乙烷 | 107-06-2 | 353972 危化品 |
| p-Xylene, 99%, SuperDry, with molecular sieves, water≤50 ppm, J&Kseal 对二甲苯 | 106-42-3 | 980760 危化品 |
参考文献
- Yao, Q. Chem. Commun. 2018, 54, 3375
- Zhang, H. Org. Lett. 2019, 21, 2388
- Luo, Y. Org. Lett. 2020, 22, 2645
推荐阅读
冯小明院士科研成果 | 冯氏手性双氮氧配体&催化剂——广谱性强、立体选择性好手性配体——品种齐全，选择性好，更有最新科研成果供应
