乙烯基溴化镁的“老试剂新应用”——四组分偶联反应合成手性syn-1,3-氨基醇

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1,3-氨基醇是非常重要的结构单元,其广泛存在于众多药物、天然产物以及手性配体和辅基中。因此,开发高效的1,3-氨基醇立体选择性合成方法具有重要的意义。近日,四川大学华西药学院宋振雷教授团队开发了乙烯基溴化镁的新用途,发展了乙烯基溴化镁、O2和N-叔丁基亚磺酰亚胺的四组分偶联反应,实现了手性syn-1,3-氨基醇的高效合成(图1)。

  

该方法的关键之一在于,巧妙地利用了格氏试剂(RMgX)可以被O2氧化生成烃氧基镁(ROMgX)这一众所周知、却很少被应用的性质。反应中,乙烯基溴化镁(组分I)首先被O2(组分II)氧化,生成乙醛烯醇镁物种(CH2=CHOMgX),此物种通常很难通过乙醛的羰基α-位去质子化制备。随后,乙醛烯醇镁优先对手性N-叔丁基亚磺酰亚胺(组分III)加成,加成产物1,3-氨基醛进一步被体系中过量的乙烯基溴化镁(组分IV)加成,从而生成手性syn-1,3-氨基醇。



图1. 四组分偶联反应合成手性syn-1,3-氨基醇

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

在最佳反应条件下,作者对底物适应性进行了考察(图2)。对于烷基醛亚胺,当α-位为链状、环状和芳基单取代时,反应展现出了良好的适用性,并且可以在克级规模下依然保持较好的收率;当α-位为双取代时,由于空间立体效应增强,反应性也随之降低。α,β-不饱和醛、芳香醛亚胺也同样适用,但收率较烷基醛亚胺要低。另外,作者利用酮亚胺和醛亚胺反应性的差别,实现了对含这两种官能团的底物的化学选择性醛亚胺氨基醇化。该方法在手性anti/syn-3-氨基-1,5-二醇和 syn/syn-3-氨基-1,5-二醇的立体选择性合成中也展现了良好的应用性(图3)。

 


图2. 四组分偶联反应合成手性syn-1,3-氨基醇

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 


图3. 手性anti/syn-3-氨基-1,5-二醇和 syn/syn-3-氨基-1,5-二醇的合成

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 


图4. 与分步法对比(A);应用于天然产物(-)-2'-epi-Ethylnorlobelol(B)

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

如图4所示,与传统的加成/还原/加成分步法相比,该方法无论是在收率和立体选择性上都表现出了明显的优势,并被用于哌啶类天然产物(-)-2'-epi-Ethylnorlobelol高效的四步合成。

 

综上所述,宋振雷教授团队发展了乙烯基溴化镁、O2和N-叔丁基亚磺酰亚胺的四组分偶联反应,实现了手性syn-1,3-氨基醇的高效合成,为这一重要合成砌块的构建提供了一种有效方法。另外,由于乙烯基溴化镁是一种高度商业化的格式试剂,上述工作所开发的新用途有望在合成化学中展现出广泛的应用价值。(Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202109566)


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