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新闻
在二苯基脯氨醇甲硅烷基醚的催化作用下使硝基甲烷与丁烯酸发生双迈克尔加成合成不对称手性1,3-二甲基骨架 2021-10-30

CC BY-ND-NC 4.0 · Synlett 2019; 30(04): 442-448
DOI: 10.1055/s-0037-1611644

Letter

Yujiro Hayashi, Shunsuke Toda:

Asymmetric Synthesis of Chiral 1,3-Dimethyl Units Through a Double Michael Reaction of Nitromethane and Crotonaldehyde Catalyzed by Diphenylprolinol Silyl Ether

背景 / Background

1,3-二甲基骨架在自然界的天然产物中随之可见(Figure 1),而手性1,3-二甲基骨架的立体选择性合成一直被认为是重要的合成主题。到目前为止我们也有许多办法去合成手性顺式或反式1,3-二甲基骨架。例如,在试剂控制下甲基基团的迈克尔加成以及手性烯醇盐的烯丙基取代与烷基化都被广泛应用。Negishi使用锆作为催化剂去催化碳铝化反应是制备1,3-二甲基骨架的有效方法;最近Aggarwal报道了一种合成1,3-二甲基骨架的方法即通过硼酸酯与手性锂化苯甲酸酯以及氯甲基锂的同源化反应。还有一些方法是通过不对称合成。尽管有这些高效的方法,但是仍然需要大规模制备1,3-二甲基骨架的方法。

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Figure 1 Natural products with a 1,3-dimethyl unit

方法 / Methods

首先,以丁烯醛和硝基甲烷为起始原料,在(S)-1a的催化作用下乙醇与水的体系中发生第一次迈克尔加成;之后在原甲酸酯与对甲苯磺酸的作用下发生缩醛反应来保护醛基。该反应得到94 %的产率以及90% ee值。(Scheme 1)

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Scheme 1 The initial Michael reaction of crotonaldehyde and nitromethane

其次,将丁烯醛缓慢地滴加在四氢呋喃中,在(S)-1b的催化作用下,与化合物 2发生第二次迈克尔加成;之后在硼氢化钠的还原下得到化合物 3。该反应的产率为62 %。若反应中无水,无论添加酸还是使用四氢呋喃或纯净条件,都无法得到主产物。(Table 1)

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Table 1 The Effect of Solvent, Additive and Addition Time on the Asymmetric Michael Reaction of Nitroalkane 2 and Crotonaldehydea

最后,将化合物3转化为化合物4。优化脱硝基条件后,发现该反应在150℃下化合物4与n-Bu3Sn反应生成化合物5,产率为68 %。为提高非对映选择性,将第二步中的催化剂(S)-1a替换成(S)-1b后,化合物6 的非对映选择性能够得到更好的结果。而且在脱硝基过程发现不需要保护羟基,直接可由化合物3转化成化合物6。尽管非对映选择性中等,但是能够获得优异的对映选择性。

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Scheme 2 (a) Denitration of alcohol 3. (b) Optimized conditions for the second Michael reaction and subsequent denitration

应用 / Application

目前该方法在肉桂醇、缺电子的芳基底物、富电子的芳基底物以及肺炎链菌素B0的合成中,都能得到优异的结果。

Synlett

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Impact Factor 2020

本刊是一份国际期刊,以个性化短评和初步简报的形式报告有机合成化学的研究成果和当前趋势。它涵盖了所有涉及有机合成的科研领域,包括催化、有机金属、医药、生物学和光化学,也包括其他相关学科,同时也可通过其发表科学原始数据。