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本文主要介绍了手性叔丁基亚磺酰胺在不对称合成中的应用。作为一个广泛使用的手性辅剂,手性叔丁基亚磺酰胺在有机合成和药物化学中扮演着重要的角色。我们致力于以手性叔丁基亚磺酰胺为辅剂和基于手性叔丁基亚磺酰基的配体设计的方法学研究。
1.手性3-芳基苯酞的合成
手性苯酞是一类含有广泛生物活性的小分子化合物,手性苯酞类化合物的合成是长期以来国际上不对称合成的一个热点。我们将小组发展的含有叔丁基亚磺酰基的手性邻二胺作为配体用于乙基锌参与的芳基硼酸对醛的不对称催化反应,结合串联内酯化策略成功地合成了一系列高光学纯度的3-芳基苯酞。通过调节硼酸和邻溴苯甲醛上的取代基,我们可以得到不同取代的手性3-芳基苯酞。
2.手性N-叔丁基亚磺酰基烯胺金属盐对α,β不饱和化合物的Michael加成反应:手性3-取代茚酮类化合物的合成
不对称Michael加成是构建新的碳碳键的重要方法之一,在有机合成中的应用非常广泛。叔丁基亚磺酰亚胺在LDA或Sml2作用下形成相应的烯胺锂盐和烯胺钐盐在-78℃对α,β不饱和化合物进行Michael加成,反应能够取得中等至良好的收率和非常好的立体选择性。两种方法相比,各有优势,可以互补。烯胺锂盐的加成收率总体略高,但个别底物ee值较低,烯胺钐盐的加成中,电子效应明显,对于缺电子底物能够取得非常好的立体选择性。其加成产物经过水解,脱羧,傅克反应,可以得到一系列高光学纯度的3-取代茚酮类化合物。
3.铟参与的不对称联烯化反应:高效合成光学纯α-联烯基甘氨酸及衍生物
手性非天然氨基酸一类重要的化合物,联烯具有多种反应活性,可以发生多种官能团转化,在有机合成中应用广泛,因此α-联烯基甘氨酸的合成具有重要的意义。通过铟参与的乙醛酸酯的叔丁基亚磺酰亚胺的不对称联烯基化反应,我们得到了一系列高光学纯度的仅α-联烯甘氨酸衍生物。该反应条件十分温和,不需要无水无氧。Α-联烯甘氨酸通过钯催化和银催化的环化反应,高效构建了不饱和proline衍生物和常规方法难于合成的顺式取代proline衍生物,此类化合物的合成是有机化学中具有挑战性的一个课题。
4.手性硫烯配体的设计及其在铑催化的不对称加成反应中的应用
在过渡金属催化的不对称反应中,设计与开发催化效果优秀且结构新颖简单的手性配体具有非常重要的意义。与双烯配体相比,膦烯配体和氮烯配体等杂配体的研究相对报道较少。不论是双烯配体还是杂配体,其合成上仍具有相当难度。基于我们在双烯配体和手性叔丁基亚磺酰胺领域的研究,我们首次发展了硫烯配体,并将其应用于铑催化的不对称反应中。利用手性硫作为手性诱导基团,使配体摆脱了对手性碳骨架的依赖,从而大大简化配体的合成。
我们在课题组已有的工作基础上,发现了手性N-叔丁基亚磺酰基高烯丙胺可以作为手性配体,在铑催化的1,4-加成反应中,具有很好的催化活性和立体选择性。进一步的研究发现,手性N-叔丁基亚磺酰基高烯丙胺配体中,碳骨架的手性中心对反应的立体选择性影响不大。这启发我们发展了另一类新型的硫烯配体,结构及其简单,催化效果更好的手性N-叔丁基亚磺酰基桂皮胺配体。此类配体不仅在铑催化的1,4-加成反应具有更好的立体选择性和底物普适性,在其它铑催化的不对称加成反应中,也具有很好的催化效果和立体选择性。