含C-N手性軸的化合物在生物和化學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,因此如何高效構(gòu)建手性C-N軸成為一個(gè)重要的研究課題。其中,擁有兩個(gè)相鄰C-N軸的雙芳基仲胺類化合物是一類重要的藥物骨架,如伊馬替尼、比美替尼等。然而這兩個(gè)相鄰的C-N軸易發(fā)生外消旋化,導(dǎo)致不對(duì)稱合成該類化合物極具挑戰(zhàn)性(圖1a)。Kawabata等人(J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 54?55.)證實(shí)將其中一個(gè)C-N軸通過(guò)分子內(nèi)氫鍵作用進(jìn)行固定,另一個(gè)C-N軸的軸向手性就可能得到有效控制。利用該策略的不對(duì)稱催化反應(yīng)目前僅有一例報(bào)道(J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 2198?2203.),是在已固定一個(gè)C-N軸的底物中引入位阻基團(tuán)來(lái)構(gòu)筑另一個(gè)手性C-N軸 (圖1b)。
近日,上海交通大學(xué)陳志敏課題組提出一個(gè)不同的策略,通過(guò)向N-芳基氨基醌類化合物中引入可作為氫鍵受體的含硫基團(tuán),不僅形成分子內(nèi)N?H···S氫鍵作用固定一個(gè)C-N軸,而且同時(shí)實(shí)現(xiàn)另一個(gè)C-N軸的阻轉(zhuǎn)選擇性控制。鑒于N-芳基氨基醌類底物中雙C-N軸的高柔性特點(diǎn),該課題組首次發(fā)展了具有剛性結(jié)構(gòu)的新型SPINOL路易斯堿催化劑以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)(圖1c)。
圖1. N-芳基氨基醌的阻轉(zhuǎn)選擇性磺酰化反應(yīng)的設(shè)計(jì)思路 作者以N-芳基氨基醌類化合物2a為模板底物對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,并確定了以(S)-1i作為催化劑,對(duì)甲基苯磺酸(PTSA)作為酸添加劑,在乙腈和甲苯混合溶劑中反應(yīng)的最優(yōu)條件。在最優(yōu)條件下,作者對(duì)N-芳基氨基醌類底物和磺?;噭┑倪m用范圍進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,對(duì)不同類型的芳胺、苯醌及磺?;噭?,該反應(yīng)均能以中等至優(yōu)良的收率和對(duì)映體選擇性得到相應(yīng)產(chǎn)物(圖2a)。作者也通過(guò)單晶衍射確定了產(chǎn)物的絕對(duì)構(gòu)型,并結(jié)合對(duì)產(chǎn)物的非共價(jià)相互作用(NCI)分析,確定了產(chǎn)物中N?H···S氫鍵作用的存在,符合前期的設(shè)計(jì)猜想(圖2b)。 圖2. 底物拓展示例及產(chǎn)物的單晶衍射與NCI分析 作者進(jìn)一步通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)及與上海有機(jī)所薛小松課題組的合作,對(duì)N-芳基氨基醌的阻轉(zhuǎn)選擇性磺?;姆磻?yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,催化劑中剛性的SPINOL骨架和芳環(huán)上的甲基取代基對(duì)反應(yīng)的阻轉(zhuǎn)選擇性控制起到了關(guān)鍵作用。 圖3. 反應(yīng)途徑及阻轉(zhuǎn)選擇性來(lái)源的計(jì)算研究 作者還進(jìn)行了克級(jí)反應(yīng)和產(chǎn)物的衍生化研究。以不同當(dāng)量的m-CPBA處理2a可以分別獲得相應(yīng)的亞砜7a & 7a′和砜8a。值得一提的是,該反應(yīng)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中表現(xiàn)出明顯的顏色變化,于是作者測(cè)定了底物、產(chǎn)物以及衍生化產(chǎn)物的紫外-可見(jiàn)光吸收光譜,初步探究了這類化合物的光物理性質(zhì)。 圖4. 克級(jí)反應(yīng)和產(chǎn)物的衍生化 綜上所述,陳志敏課題組利用一類新型SPINOL路易斯堿催化劑,完成了 N-芳基氨基醌的阻轉(zhuǎn)選擇性磺?;磻?yīng),實(shí)現(xiàn)了含硫雙芳基仲胺類化合物的不對(duì)稱合成及構(gòu)建了一類C-N手性軸。 論文信息 Atroposelective Electrophilic Sulfenylation of N-Aryl Aminoquinone Derivatives Catalyzed by Chiral SPINOL-Derived Sulfide Deng Zhu, Lu Yu, Hui-Yun Luo, Prof.?Dr. Xiao-Song Xue, Prof.?Dr. Zhi-Min Chen Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202211782
















