β-氨基醇骨架存在于超過30萬種化合物中,包括2000種天然產(chǎn)物,80種FDA批準(zhǔn)的藥物和100多個候選藥物。β-氨基醇也可作為重要的砌塊用于手性配體和輔基的合成。盡管該砌塊常見的合成策略是由α-氨基酸衍生物的多步轉(zhuǎn)化或烯烴的立體選擇性羥胺化來實現(xiàn)的,但是通過Csp3-Csp3催化偶聯(lián)反應(yīng)來制備該砌塊無論是在原子經(jīng)濟性上還是步驟經(jīng)濟性上都有無可比擬的優(yōu)勢。同時,目前文獻(xiàn)報道的合成包含鄰二手性中心β-氨基醇骨架,往往都只能選擇性的合成其中syn型的或者anti型,因為syn-和anti-β-氨基醇在有機合成中都是重要的砌塊,如何通過立體發(fā)散的策略獲得β-氨基醇的所有立體異構(gòu)體是有機合成方法學(xué)中的一個巨大挑戰(zhàn)。
南開大學(xué)資偉偉課題組長期致力于PdH相關(guān)的不對稱偶聯(lián)反應(yīng)的研究,近期他們通過PdH與Cu催化以及PdH與Ag催化的相結(jié)合的雙金屬協(xié)同催化模式,實現(xiàn)了烷氧基聯(lián)烯和醛亞胺酯的立體發(fā)散合成偶聯(lián)反應(yīng)。該體系可以用來高度立體選擇性合成包含鄰二手性中心的syn-或者anti-β-氨基醇(圖1)。更進(jìn)一步,通過雙金屬體系及手性配體的合理搭配,同一個β-氨基醇的四個異構(gòu)體(R,R),(R,S),(S,R) (S,S)都可以以非常高的對映選擇性、非對映選擇性獲得(圖2)。
圖1:PdH/Cu和PdH/Ag雙金屬體系構(gòu)建β-氨基醇
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
圖2:立體發(fā)散的合成β-氨基醇的四個立體異構(gòu)體
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
值得注意的是,當(dāng)?shù)孜镏邪粋€固有的手性中心時該催化體系仍舊可以通過催化劑本身的手性誘導(dǎo)能力完全控制新生成的兩個手性中心的構(gòu)型。因此結(jié)合底物的原有手性和該體系的立體發(fā)散性偶聯(lián)策略,可以用來制備包含三個手性中心的β-氨基醇的全部八個立體異構(gòu)體(圖3)。
圖3:立體發(fā)散的合成包含三個手性中心的β-氨基醇的八個立體異構(gòu)體
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
圖4:天然產(chǎn)物mycestericins F和G
(圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.)
最后,作者還利用該策略高效合成了兩個β-氨基醇骨架的天然產(chǎn)物mycestericins F和G(圖4)。該論文發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.(DOI: 10.1002/anie.202014510),課題組博士生朱明輝和博士后張慶龍為本文的共同第一作者。