不對稱催化鍵的活化和生成是現(xiàn)代立體選擇性合成的核心。β-消除反應(yīng)它是許多重要的過渡金屬催化過程中的一個關(guān)鍵步驟。在過去，催化對映選擇性β-碳消除已經(jīng)被開發(fā)并應(yīng)用構(gòu)建四級立體中心(Scheme 1)。相比之下，涉及β-雜原子消除的催化對映選擇性反應(yīng)通常在不對稱氫化、碳氫化或轉(zhuǎn)金屬化步驟之前進行。
在本文中作者報道了鋯催化的對映選擇性β-氧消除反應(yīng)，其形式為環(huán)狀烯酮縮醛的開環(huán)。該反應(yīng)得到對映體富集的單乙烯基二醇，它們是許多手性結(jié)構(gòu)單元的通用前體(Scheme 1)。
作者使用內(nèi)消旋的底物1a作為模板底物進行了條件篩選，在催化劑cat-1的作用下可以實現(xiàn)高對映選擇性的開環(huán)(entry 1)。通過對反應(yīng)時間的篩選發(fā)現(xiàn)在2h時反應(yīng)產(chǎn)率達到最高值，推測延長反應(yīng)時間可能會導(dǎo)致產(chǎn)物進一步被還原。在2.5%催化劑和4h反應(yīng)時間的作用下得到最佳條件(entry 2)，進一步降低催化劑的量會導(dǎo)致產(chǎn)率下降(entry 3-4)。更換溶劑也會導(dǎo)致產(chǎn)率下降(entry 5)。同時也篩選了其他催化劑，但是反應(yīng)效果都不理想。
在優(yōu)化的條件下，作者研究了許多其他結(jié)構(gòu)的烯酮縮醛。具有五元環(huán)和七元環(huán)的烯酮縮醛可以進行反應(yīng)(entry 2-3)，給出90%和88%的ee值和非常高的產(chǎn)率(分別為99%和96%)。八元環(huán)顯示出較良好的立體選擇性(83 % ee，entry 4)。以85 %的產(chǎn)率和90%的ee值生產(chǎn)出單乙烯基化二羥基四氫呋喃(entry 5)。用反式構(gòu)型的苯基取代的碳中心交換THF的氧原子的底物有67 %的產(chǎn)率和78%的ee值(entry 6)。衍生自2-芐基-丙烷-1，3-二醇的烯酮縮醛僅具有位于遠處的前手性中心，導(dǎo)致對映選擇性降低。對于衍生自線性內(nèi)消旋二醇的底物1h也是如此，其以71%的產(chǎn)率和84 %的ee提供開環(huán)產(chǎn)物2h(entry 8)?；诮当┖徒当┑娜h(huán)烯酮縮醛具有良好的產(chǎn)率和高的對映選擇性(entry 9,10)。
作者通過設(shè)計底物消旋底物rac-3，從結(jié)果來看得到了兩種對映異構(gòu)體其比例為1.1：1得出主鏈末端的位阻對β氧消除的位置沒有影響。
為了證明產(chǎn)物的實用性，作者對產(chǎn)物進行了轉(zhuǎn)化。通過轉(zhuǎn)化得到了反式的二醇6，在類似條件下也得到了反式氨基醇7，通過兩步偶聯(lián)得到了芳基乙基醚8，產(chǎn)率為79%。doi/anie.202114044
