β-氨基醇是天然產(chǎn)物和藥物中的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)片段，并且常用于不對(duì)稱(chēng)催化，可以用作手性助劑，配體和催化劑。直接獲得手性β-氨基醇的一種理想方法是對(duì)烯烴進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)羥胺化反應(yīng)。一直以來(lái)，Sharpless不對(duì)稱(chēng)羥胺化反應(yīng)（Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996,35, 451?454.）（圖1）是構(gòu)建β-氨基醇的標(biāo)準(zhǔn)方法，但該方法對(duì)映選擇性中等（通過(guò)三次重結(jié)晶才能達(dá)到>99% ee），氧化劑毒性強(qiáng)。此外，科學(xué)家們還發(fā)展了許多過(guò)渡金屬催化的不對(duì)稱(chēng)羥胺化反應(yīng)。
圖1
過(guò)去15年來(lái)，手性有機(jī)碘（I / III）催化通過(guò)立體控制的方式將烯烴雙官能化得到了快速發(fā)展，該方法不需要使用過(guò)渡金屬催化。但是，這種方法只能實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)地雙官能團(tuán)化（即兩個(gè)相同官能團(tuán)）（圖2）。因此，該領(lǐng)域未滿足的挑戰(zhàn)是具有高區(qū)域和高立體選擇性的烯烴分子間異雙官能團(tuán)化合成轉(zhuǎn)化，例如氧化胺化。手性有機(jī)碘(III)催化分子內(nèi)烯烴氧化胺化在過(guò)去也得到了一些發(fā)展（Angew. Chem.Int. Ed. 2012, 51, 3462 –3465），2021年，JOC（TheJournal of Organic Chemistry）雜志將有機(jī)碘(I/III)催化烯烴的氧化胺化反應(yīng)發(fā)展到分子間反應(yīng)（J. Org. Chem. 2021, 86, 235?253），幾乎同時(shí)，本篇文獻(xiàn)作者日本千葉大學(xué)Takuya Hashimoto教授團(tuán)隊(duì)發(fā)展了有機(jī)碘（I / III）催化烯烴的對(duì)映選擇性分子間氧化胺化。反應(yīng)利用新型氨基甲酸酯作為N，O雙官能化-親核試劑，反應(yīng)無(wú)需過(guò)渡金屬催化，與Sharpless不對(duì)稱(chēng)羥胺化相比，在廣泛范圍的乙烯基芳烴上均具有相同水平的對(duì)映選擇性和較高的區(qū)域選擇性。并且對(duì)于脂肪鏈烯烴首次高區(qū)域和高對(duì)映選擇性實(shí)現(xiàn)了分子間氧化胺化。
圖2
首先作者意圖尋找一種胺基甲酸酯，其既具有強(qiáng)酸性也具有強(qiáng)親核性，酸性可以促進(jìn)碘與烯烴的配位，親核性促進(jìn)對(duì)烯烴的親核進(jìn)攻。作者提出，反應(yīng)關(guān)鍵突破在于發(fā)現(xiàn)了芐基N-（氟磺酰基）-氨基甲酸酯1a，以前從未在有機(jī)合成中將1a用作N，O雙官能化親核試劑。
圖3
該反應(yīng)產(chǎn)物可以順利脫保護(hù)（圖4）：氨基甲酸酯試劑的N-氟磺?；鶊F(tuán)在酸性介質(zhì)中不穩(wěn)定，產(chǎn)物（4S，5S）-2在酸性條件下水解得到游離氨基醇，不會(huì)破壞其立體選擇性。監(jiān)測(cè)表明反應(yīng)是形成氨基磺酸9作為中間體。此外，作者還對(duì)氨基甲酸酯試劑的合成進(jìn)行了優(yōu)化，成功實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制備。
圖4
接著，作者對(duì)不同類(lèi)型的烯烴進(jìn)行了考察，包括苯環(huán)上帶有不同取代基的苯乙烯類(lèi)型，以及不活潑內(nèi)烯，端烯等例子，反應(yīng)產(chǎn)率中等至良好，但區(qū)域選擇性，ee值受電性以及位阻等影響較大。
圖5
接著作者重新修飾了有機(jī)碘催化劑，改變反應(yīng)條件以及加入了額外的氧化劑（圖6），產(chǎn)物的ee值有了明顯的提升，對(duì)于含鹵素的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，作者使用MMPP作為氧化劑，對(duì)于苯環(huán)上帶有強(qiáng)吸電基的底物使用F-TEDA-BF4 (Selectfluor)作為氧化劑。
圖6
最后，作者通過(guò)一鍋法實(shí)現(xiàn)從烯烴到氨基醇的合成，能夠高效地得到高對(duì)映選擇性的氨基醇類(lèi)化合物（圖7）。
圖7
總結(jié)：作者團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了有機(jī)碘（I / III）催化的烯烴的高對(duì)映選擇性分子間氧化胺化反應(yīng)，該反應(yīng)可從芳基和烷基取代的烯烴出發(fā)，合成β-氨基醇。其關(guān)鍵突破在于發(fā)現(xiàn)N-（氟磺酰基）氨基甲酸酯作為N, O, 雙官能化親核試劑。
文章鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c11440
