上海有機(jī)所在喹啉類化合物的不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)方面取得重要進(jìn)展
催化不對(duì)稱去芳構(gòu)化（Catalytic asymmetric dearomatization，CADA）反應(yīng)是近年來(lái)興起的一類重要的不對(duì)稱合成方法。該類反應(yīng)以簡(jiǎn)單易得的芳香化合物為原料，可以快速構(gòu)建手性螺環(huán)或多環(huán)化合物。然而由于該類反應(yīng)需要在破壞底物芳香性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)立體化學(xué)的調(diào)控，因此建立合適的反應(yīng)條件和拓展底物的適用范圍是發(fā)展該類反應(yīng)面臨的重要挑戰(zhàn)。目前研究較多的催化不對(duì)稱去芳構(gòu)化反應(yīng)主要集中于吲哚、吡咯、萘酚、苯酚等富電子芳香化合物。在反應(yīng)中通常僅涉及破壞一個(gè)芳環(huán)的芳香性。
中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所金屬有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室游書(shū)力研究員團(tuán)隊(duì)一直致力于銥催化不對(duì)稱烯丙基去芳構(gòu)化反應(yīng)研究(Acc.Chem. Res.2014,47, 2558)。2014年，他們發(fā)現(xiàn)通過(guò)在堿性條件下攫取芐位活潑質(zhì)子的方法，可以使貧電子芳雜環(huán)如吡啶、吡嗪作為良好的氮親核試劑參與不對(duì)稱烯丙基去芳構(gòu)化反應(yīng)(Angew. Chem. Int. Ed.2014,53, 6986)。隨后他們又將該策略成功地推廣到喹啉、異喹啉、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并咪唑等多類含氮芳雜環(huán)(J. Am. Chem. Soc.2015,137, 15899; Angew. Chem. Int. Ed.2017,56, 1530)。
最近，該團(tuán)隊(duì)又成功地發(fā)展了5-羥基喹啉和7-羥基喹啉這兩類重要含氮芳雜環(huán)的不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)，利用手性三氮唑卡賓的銥絡(luò)合物為催化劑實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)新穎的手性環(huán)狀烯酮類化合物的高對(duì)映選擇性合成(J. Am. Chem. Soc.2018,140, 3114)。與以往的研究結(jié)果不同，該類反應(yīng)在形式上實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)連續(xù)芳環(huán)的芳香性的破壞。通過(guò)對(duì)反應(yīng)底物和產(chǎn)物的核獨(dú)立化學(xué)位移（NICS(1)_ZZ）、等化學(xué)屏蔽表面（ICSS），以及多中心鍵級(jí)的理論計(jì)算，證實(shí)該反應(yīng)使得5-羥基喹啉和7-羥基喹啉的兩個(gè)芳環(huán)的芳香性均顯著降低。為進(jìn)一步發(fā)展同時(shí)破壞多個(gè)連續(xù)芳環(huán)芳香性的催化不對(duì)稱去芳構(gòu)化反應(yīng)打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，該反應(yīng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可在非惰性氣體氛圍和未經(jīng)干燥處理的有機(jī)溶劑中進(jìn)行。利用該反應(yīng)為關(guān)鍵步驟，研究人員實(shí)現(xiàn)了天然產(chǎn)物(-)-gephyrotoxin的高效不對(duì)稱形式合成。
上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）和上海市科委的資助。
圖1 喹啉衍生物的不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)
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