(圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.)
正文 能夠改變相鄰碳原子氧化水平的反應(yīng)可以迅速?gòu)母旧蟻?lái)改變分子的反應(yīng)性?;讦?官能化胺類化合物的重要性,使用酰胺作為起始原料,通過(guò)烯胺中間體直接實(shí)現(xiàn)β-官能化胺類化合物的合成具有重要的應(yīng)用價(jià)值。最近,英國(guó)牛津大學(xué)Darren J. Dixon課題組報(bào)道了環(huán)狀和非環(huán)狀三級(jí)酰胺的羰基1,2-換位,從而一鍋法實(shí)現(xiàn)了1,2-和1,3氧合叔胺的合成。此外,合成出的β-官能化胺類化合物可以通過(guò)一系列合成轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)具有挑戰(zhàn)性的生物相關(guān)骨架的構(gòu)建(Scheme 1)。 (圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.) 獲得此種反應(yīng)性的關(guān)鍵是建立可靠的形成穩(wěn)定烯胺中間體的反應(yīng)條件,以實(shí)現(xiàn)非環(huán)狀酰胺和內(nèi)酰胺底物的兼容。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),作者選擇N-芐基己內(nèi)酰胺1作為模板底物進(jìn)行反應(yīng)探索。通過(guò)一系列反應(yīng)參數(shù)優(yōu)化,作者得出當(dāng)使用1 (1.0 equiv), [IrCl(CO)(PPh3)2 (1.0 mol%), TMDS(tetramethyldisiloxane),(1.5 equiv), DIPEA (1.2 equiv), 在CH2Cl2中室溫反應(yīng)15分鐘。隨后加入mCPBA(1.1 equiv),在-78 oC反應(yīng)16小時(shí)可以以63%的分離產(chǎn)率得到目標(biāo)1,2-羰基換位產(chǎn)物3。其中,DIPEA的使用對(duì)形成穩(wěn)定烯胺中間體至關(guān)重要(Scheme 2)。 (圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.) 在得到了最優(yōu)反應(yīng)條件后,作者對(duì)此1,2-羰基換位反應(yīng)的底物范圍進(jìn)行了探索(Scheme 3)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明一系列不同環(huán)尺寸(6-8元環(huán))的內(nèi)酰胺均具有良好的兼容性,以34-65%的產(chǎn)率得到相應(yīng)的1,2-羰基換位產(chǎn)物3a-3n。高興的是,對(duì)于非環(huán)酰胺同樣可以參與轉(zhuǎn)化,以32-38%的產(chǎn)率得到相應(yīng)的α-氨基酮產(chǎn)物3o-3q。值得注意的是,此體系對(duì)一系列復(fù)雜天然產(chǎn)物和藥物活性分子衍生物仍具有良好的普適性(3r-3t,28-49%),證明了此轉(zhuǎn)化的實(shí)用性。遺憾的是,在目前的反應(yīng)條件下,一級(jí)酰胺和二級(jí)酰胺不能兼容,且N-芳基酰胺的反應(yīng)性較差(Scheme 3A)。 有趣的是,稍微對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行改變,當(dāng)在體系中加入還原劑LiAlH4淬滅時(shí),可以通過(guò)對(duì)假定的β-羥基亞胺離子進(jìn)行還原,從而得到β-氨基醇產(chǎn)物。例如,當(dāng)?shù)孜?strong style=";padding: 0px;outline: 0px;max-width: 100%;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important">1a經(jīng)歷Ir-還原/mCPBA-氧化后,在體系中加入LiAlH4(4 equiv),可以以60%的產(chǎn)率得到β-氨基醇產(chǎn)物4a。此外,當(dāng)使用NaBH4的甲醇溶液替代LiAlH4可以以同樣的產(chǎn)率得到產(chǎn)物4a。在此體系下,一系列內(nèi)酰胺和酰胺均可順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,以31-95%的產(chǎn)率得到相應(yīng)的β-氨基醇產(chǎn)物4a-4f(Scheme 3B)。 (圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.) 接下來(lái),為了進(jìn)一步開發(fā)此1,2-換位策略的應(yīng)用并研究其構(gòu)建C-C鍵的潛力,作者利用酰氯作為親電偶聯(lián)配偶體來(lái)實(shí)現(xiàn)α,β-不飽和β-氨基酮的合成,從而獲得具有較高價(jià)值的1,3-氧合胺類骨架(Scheme 4)。當(dāng)作者使用烯胺2a與苯甲酰氯反應(yīng)后,通過(guò)氯化銨水溶液淬滅可以以71%的分離產(chǎn)率得到目標(biāo)烯胺酮產(chǎn)物5a。一系列不同環(huán)尺寸的內(nèi)酰胺和不同的氮取代基均可兼容,以25-82%的產(chǎn)率得到相應(yīng)的環(huán)烯胺酮產(chǎn)物5a,5g-5j。此外,非環(huán)狀酰胺也可實(shí)現(xiàn)此轉(zhuǎn)化,以47-72%的產(chǎn)率得到產(chǎn)物5k-5m。接下來(lái),作者對(duì)酰氯的底物范圍進(jìn)行了考察(5b-5f, 28-61%)。整體來(lái)講,對(duì)位取代的芳酰氯與鄰位取代的芳酰氯和烷基酰氯相比產(chǎn)物較低。除此之外,芳基異氰酸酯(5q-5u)、苯磺酰氯(5o)以及丁炔二酸二甲酯(5p)均可順利參與反應(yīng),以35-81%的產(chǎn)率得到相應(yīng)的產(chǎn)物5o-5u。值得注意的是,烯胺酮產(chǎn)物5n經(jīng)LiAlH4還原后(73%),可轉(zhuǎn)化為肌肉松弛劑托哌立酮(tolperisone)。 (圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.) 最后,為了證明產(chǎn)物的實(shí)用性,作者進(jìn)行了一系列衍生化實(shí)驗(yàn)(Scheme 5)。首先,作者利用1a作為起始原料,將反應(yīng)放大至5.0 mmol規(guī)模并降低銥催化劑用量為0.38 mol%時(shí),仍可以以60%的產(chǎn)率得到產(chǎn)物3a(Scheme 5A)。隨后,作者使用3a與苯基格氏試劑反應(yīng)以及通過(guò)Horner-Wadsworth-Emmons反應(yīng)可以分別以84%和45%的產(chǎn)率得到β-氨基醇產(chǎn)物6a和γ-氨基酯產(chǎn)物6b。此外,產(chǎn)物3a中的氨基酮骨架還可以通過(guò)脫氧氟化以55%的產(chǎn)率得到β-二氟胺產(chǎn)物6c;通過(guò)Van Leusen反應(yīng)以60%的產(chǎn)率得到β-胺基腈產(chǎn)物6d;通過(guò)Bucherer-Bergs環(huán)化以91%的產(chǎn)率得到螺環(huán)乙內(nèi)酰脲產(chǎn)物6f;通過(guò)還原胺化/氫化以71%的產(chǎn)率得到具有較高應(yīng)用價(jià)值的2-氨基吖庚因產(chǎn)物6g;通過(guò)Fried-la?nder喹啉合成反應(yīng)可以以44%的產(chǎn)率得到三環(huán)產(chǎn)物6e。 接下來(lái),為了進(jìn)一步探索這種1,2-氧化還原換位方法的用途,作者使用一系列親核試劑來(lái)捕獲假定的中間β-羥基亞胺離子中間體(Scheme 5B)。在標(biāo)準(zhǔn)條件下,向體系中分別加入TMSCN、BnMgCl以及AlMe3,可以分別得到β-硅氧基-α-氨基腈6h(31%)和β-氨基醇6i(53%),6j(50%)。最后,作者受到Brown和Singaram工作的啟發(fā),使用銥催化的還原/硼氫化/氧化以64%的產(chǎn)率得到氨基醇產(chǎn)物4a。 (圖片來(lái)源:J. Am. Chem. Soc.) 總結(jié)
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