新型酰胺官能化氯霉素碱双功能有机催化剂,用于内消旋 - 酸酐的对映选择性醇解
开发了一族新的氯霉素碱 - 酰胺有机催化剂,其在C-1位具有NH官能团作为单齿氢键供体,并评价了内消旋 - 酸酐的对映选择性有机催化醇解。发现这些结构多样化的有机催化剂在酸酐的醇解中诱导高对映选择性,并成功应用于(S)-GABOB 的不对称合成。
关键词: 醇解去对称化; 双功能有机催化; 氯霉素碱
在过去十年中,已经实现了天然产物作为手性结构基序的利用的显着进步,用于设计双功能有机催化剂。在内消旋 - 酸酐的醇解催化不对称去对称中的高立体控制是特别令人感兴趣的[1-7]。源自天然产物的主要家族包括金鸡纳生物碱[8-17]和蛋白质生成α-氨基酸如脯氨酸[18-20]和缬氨酸[21]等[22-29],而全合成催化剂很少见,仅涉及布朗斯台德酸/碱催化剂[30],环己烷二胺催化剂[31,32]和二苯乙烯二胺催化剂[33,34]。我们的实验室在开发手性双功能尿素1 [35],硫脲2和3 [36,37],磺胺4 [38-40]和squaramide 5 [38-40]催化剂方面取得了重大进展,这些催化剂来自氯霉素碱(图1),对于这种不对称转化显示出优异的反应性和对映选择性。氯霉素碱基支架在对映体纯化合物的工业生产中的巨大用途的典型实例是通过氯霉素碱促进的内 - 环酸酐的不对称甲醇分解合成生物素(维生素H)的前体[41-43]。
图1: 氯霉素碱衍生的双功能有机催化剂。
尽管对氯霉素碱衍生的双功能衍生物催化酸酐的不对称醇解进行了广泛的研究,但总是需要通过进一步修改这种特权基序来探索新的有效且易于获得的全合成有机催化剂。我们目前的设计灵感来自于金鸡纳衍生的磺胺类药物,最初由Song及其同事开发[44-46]。由于其容易获得和独特的立体化学方面,因此我们对通过用简单的酰胺部分取代C-1位的羟基作为单齿氢键供体以激活亲电试剂来修饰氯霉素碱基结构主链的可能性感兴趣。 (酸酐),同时保留叔胺官能团以活化亲核试剂(醇,图2)。作为我们正在进行的关于氯霉素碱有机催化的研究计划的一部分,我们在此报道了一类新的氯霉素衍生的双功能酰胺有机催化剂及其在内消旋 - 环酸酐的对映选择性醇解中的应用。
图2: 新型氯霉素碱性酰胺有机催化剂的设计。
在先前基于尿素或硫脲的有机催化甲醇分解酸酐中,一个大问题是催化剂通过氢键的均聚 - 这降低了反应性和对映选择性,并且需要低温下的稀释浓度[47]。使用新的氯霉素碱酰胺有机催化剂,我们设想存在庞大的氧基团可以避免催化剂的分子间聚集,同时保持所需的双官能布朗斯台德酸/碱反应性以使酸酐对映选择性去对称化。