6.2.2 烯基醚17的不对称合成

更新于 2026年10月12日 版权声明
6.2.2 烯基醚17的不对称合成

利用不对称Diels-Alder反应为关键步骤来构建B环,可以实现C5位的绝对立体构型的确定,这是实现手性合成目标分子的关键。作为有机合成化学中研究最深刻、应用最广泛的有机合成反应[10],该反应中底物的电性和立体化学性质对产物的收率和立体化学性质影响巨大。对于该反应中使用的亲双烯体19,因为含有两个吸电子基团,所以具有较低能量的LUMO轨道。通常,该反应能在温和的反应条件下进行,并给出较好的反应结果。

然而,对于我们选用的亲双烯体19[(E)-4-oxopent-2-enoates],由于该分子同时具有酯基和酮羰基,亲双烯体19在与手性Lewis酸配位时会出现竞争性配位现象,使得催化的不对称Diels-Alder反应的区域选择性较差[图6-4(a)]。不仅如此,由于底物中存在酮的结构,而且酮两侧取代基的立体空间位阻差别小,配体与底物的配位过程中选择性降低,因此造成该反应的立体选择性较差[图6-4(b)]。

图示

图6-4 亲双烯体19的Diels-Alder反应

为了实现该类型亲双烯体具有良好立体选择性的Diels-Alder反应,我们尝试利用常用的手性催化剂来进行双烯体18与亲双烯体19的Diels-Alder反应。其中,当使用Corey教授研发的图示唑硼烷(oxazaborolidine)类催化剂[11]B、C和D时,以高收率(85%~94%)和相对好的不对称选择性(50%~60%)得到了产物17(图6-5)。该结果表明,Corey图示唑硼烷类催化剂不仅可以区分亲双烯体19中的酯基和酮羰基,而且可在一定程度上控制反应的对映选择性。据此,我们希望通过进一步优化该类催化剂,找到具有良好催化活性和立体选择性的催化剂。

通过研究亲双烯体与图示唑硼烷类催化剂的相互作用模式,我们设想通过引入吸电子基团来提高催化剂中硼原子的亲电性,缩短亲双烯体上的酮羰基与催化剂中的硼原子间的键长。为此,我们合成了一系列吸电子基取代的图示唑硼烷类催化剂。表6-1列出了新合成的催化物种与亲双烯体形成的复合物的结构及重要参数。从表中可以看出,随着催化剂的亲电性增强,催化剂与底物间B—O键的键长缩短。可以预见,新合成的吸电子基取代的图示唑硼烷类催化剂对亲双烯体的空间调控能力也会增强。

图示

图6-5 基于Corey图示唑硼烷催化的Diels-Alder反应(https://www.daowen.com)

表6-1 新合成的催化物种与亲双烯体形成的复合物的结构及重要参数

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为了证明我们合成的新配体确实有效,我们测试了新合成的吸电子基取代的图示唑硼烷类催化剂在催化双烯体18和亲双烯体19的Diels-Alder反应中的效果(图6-6)。正如我们预料的那样,当使用配体L-5制备的催化剂来进行双烯体18和亲双烯体19的Diels-Alder反应时,我们得到的产物有97%的收率和97%的对映选择性[12]。

图示

图6-6 新配体催化的Diels-Alder反应

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图6-7 pre-schisanartanin C的全合成路线

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