γ-氨基醇是生物活性化合物和手性催化剂中的重要基团,在有机合成中作为有价值的手性配体和助剂,但由于缺乏合适的方法,合成其构象限制变体仍具有挑战性。在此,东北大学(Tohoku University)Naohiko Yoshikai课题组报告了亚胺与环丙醇的环丙基化反应,从而构建出以前无法获得的嵌入环丙烷的γ-氨基醇。这种转化利用了烯醇化高烯醇锌的独特反应性,它可以有效地充当β-羟基环丙基阴离子,并通过一系列Mannich加成和闭环反应与亚胺发生反应。这种反应活性的关键在于使用了大体积的N-杂环卡宾(NHC)配体,它能促进与N-磺酰基醛亚胺以及手性N-亚磺酰基三氟甲基酮亚胺的高效偶联,同时确保对三个连续立体中心进行出色的非对映控制。本文研究亮点:
1. 高立体选择性:通过NHC配体(如IPr·HCl)和底物位阻调控,反应可高效构建三个连续立体中心,且多数情况下获得单一非对映异构体(dr >20:1)。
2. 广泛底物适用性:涵盖多种芳基、杂芳基和脂肪族环丙醇,以及N-磺酰亚胺和手性N-磺酰基酮亚胺,兼容多种官能团(如卤素、三氟甲基等)。
3. 衍生化潜力:生成的γ-氨基醇可通过高烯醇化物或β-酮自由基中间体转化为β-或γ-氨基官能化酮,为下游衍生提供了多功能平台。
4. 应用价值:环丙烷的刚性结构可增强药物分子的代谢稳定性和生物活性,为药物化学和手性催化提供了新工具。
本研究不仅拓展了环丙醇和亚胺的化学空间,填补了环丙烷嵌入γ-氨基醇合成方法的空白,还为合成具有三维复杂结构的生物活性分子提供了高效、高选择性的策略,未来可能在药物设计和功能材料开发中发挥重要作用。
图1. 研究背景及本文工作(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
图2. 环丙基化反应(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
图3. 底物范围(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
图4. 立体选择性加成反应(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
图5. 机理研究(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)
图6. 产物转换(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)