化学所分子识别与功能实验室

范青华研究员课题组在手性钌配合物催化的不对称氢化/还原胺化串联反应取得重要进展

发布时间:2019-03-06 放大 缩小

喹诺里西啶类(Quinolizidines)及吲哚里西啶类(Indolizidines)生物碱普遍存在于自然界中,具有抗癌、抗菌、抗病毒等生物活性。目前,手性喹诺里西啶及吲哚里西啶衍生物的合成已有很多报道,但是,通过不对称催化的方法构建这类手性骨架依然具有很大的挑战性。

近十几年来,含氮芳香杂环化合物的不对称氢化取得了重要的研究进展。通过不对称氢化构建手性喹诺里西啶及吲哚里西啶类骨架无疑是一类非常直接、高效的合成方法,但相关报道很少,且需多步反应,底物适用范围有限。因此,发展快速、高效、原子经济性的不对称氢化方法构建手性喹诺里西啶及吲哚里西啶衍生物至关重要。

 

中科院化学所分子识别与功能院重点实验室范青华研究员课题组发展了钌配合物催化的不对称氢化/还原胺化串联反应,快速构建了结构多样性的手性苯并喹诺里西啶、苯并吲哚里西啶衍生物及其类似物。通过对催化剂结构、反应介质及酸类添加剂等反应条件的筛选与优化,实现了一系列含羰基的2-取代喹啉和2-取代喹喔啉衍生物的高效、高选择性不对称氢化/还原胺化串联反应,以高达95%的产率、>20:1的非对映选择性和高达>99%的对映选择性,获得了46个手性苯并喹诺里西啶、苯并吲哚里西啶衍生物及其类似物。通过对反应历程的进一步研究,证实该串联反应是以含氮芳杂环的高化学选择性、高对映选择性的不对称氢化开始的,同时生成第一个手性中心;随后,发生分子内羰基与胺的缩合反应,生成环状亚胺阳离子或烯胺;最后,亚胺阳离子经催化氢化给出最终反应产物,这一过程中产生第二个手性中心,其立体选择性由第一个手性中心的绝对构型决定。最后,他们利用这一合成策略成功实现了生物碱(+)-gephyrotoxin的形式合成。该研究为手性喹诺里西啶、吲哚里西啶衍生物及其类似物的合成提供了具有原子经济性和步骤经济性的新方法。

相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 3809-3813 (back cover)上。

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