5.5 喹喔啉衍生物的不对称催化氢化
光学纯的1,2,3,4-四氢喹喔啉骨架普遍存在于天然生物碱和合成药物的分子结构中。喹喔啉衍生物的不对称氢化无疑是获得该类手性化合物最直接、高效和原子经济性的方法。2011年,范青华等将手性二胺钌催化体系进一步拓展至2-取代和2,3-二取代喹喔啉衍生物21的不对称氢化反应中,取得了高达99%的对映选择性(图5-9)[24]。研究发现,在非极性溶剂中,催化剂中的抗衡阴离子对反应的对映选择性有显著影响。随着阴离子配位能力的减弱,氢化反应的对映选择性会进一步提高,使用BArF-能获得最好的反应结果。在优化的反应条件下,一系列2-烷基取代、2-芳基取代和2,3-二烷基取代喹喔啉都能以较高的收率(90%~98%)和优异的立体选择性(ee %高达99%和dr 为86∶14)实现不对称氢化反应,这是目前这类底物不对称氢化反应中的最好结果。
杜海峰等使用Lewis酸B(C6F5)3或B(p-HC6F4)3作为催化剂,可以立体专一性地获得顺式四氢喹喔啉,反应具有很高的活性,非对映选择性高于99∶1。他们进一步使用手性联萘骨架二烯衍生的硼烷作为催化剂,实现了一系列2,3-二取代喹喔啉衍生物21的不对称催化氢化反应,非对映选择性高于99∶1,对映选择性最高可达96%(图5-10)[25]。该非金属催化体系反应条件温和、底物适用性好。

图5-9 手性二胺钌配合物催化喹喔啉衍生物的不对称氢化反应
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图5-10 手性FLPs催化2,3-二取代喹喔啉衍生物的不对称氢化反应
最近,杜海峰等使用硼烷HB(C6F5)2与手性叔丁基亚磺酰胺组成的新型手性受阻路易斯酸碱对,以氨硼烷作为氢源,成功地实现了2,3-二取代喹喔啉衍生物21的不对称催化氢转移反应,该催化体系同样适用于2,3-二烷基喹喔啉及2-烷基-3-芳基喹喔啉(图5-11)[26]。其中,对于2-烷基-3-芳基喹喔啉,能够以72%~95%的收率、94∶6~97∶3的顺反比和77%~86%的对映选择性得到相应的反应产物;而对于2,3-二烷基喹喔啉,反应产物则以反式为主,可以获得58%~93%的收率及高于99%的对映选择性。

图5-11 手性FLPs催化2,3-二取代喹喔啉衍生物的不对称氢转移反应