Org. Lett. | Co(II)催化不对称炔丙基Claisen重排：构筑含有季碳中心和联烯基的β-酮酸酯
Org. Lett. | Co(II)催化不对称炔丙基Claisen重排：构筑含有季碳中心和联烯基的β-酮酸酯
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英文原题 ： Cobalt(II)-Catalyzed Enantioselective Propargyl Claisen Rearrangement: Access to Allenyl-Substituted Quaternary β ‑Ketoesters
通讯作者： 谢明胜 (Ming-Sheng Xie)、郭海明 (Hai-Ming Guo)
作者： 王亚平 (Ya-Ping Wang)
背景介绍
Claisen重排反应是一种高效构筑复杂有机分子中C-C键的合成方法。烯丙基乙烯基醚的催化不对称Claisen重排的研究报道较多。然而，炔丙基乙烯醚的对映选择性Claisen重排的报道较少。因此，发展一种高效的催化不对称炔丙基Claisen重排的方法构筑功能化的联烯具有重要的研究意义。2012年，Kozlowski 教授课题组首次报道了Pd(SbF 6 ) 2 -BINAP L1 催化的不对称Saucy-Marbet Claisen重排（图1a）。2014年，冯小明教授课题组利用Ni(OTf) 2 - N , N′ -dioxide L2 催化剂，实现了炔丙基乙烯基醚的不对称Claisen重排（图1b），高效合成了不同联烯基取代的手性 β -酮酸酯。2017年，游书力教授和孙宏斌教授合作，以Sc(OTf) 3 -PyBox L3 作为催化剂，通过不对称炔丙基Claisen重排合成了系列手性3-联烯基取代吲哚类产物（图1c）。最近，郭海明教授和谢明胜教授团队设计发展了一种新型手性三齿吡啶氮配体PyIPI（ Nat. Commun. 2023 , 14, 2270； ACS Catal. 2023 , 13, 11528−11540），并应用于氨基环丙烷与吲哚、喹啉、异喹啉等的不对称[3+2]环化脱芳构化反应。本研究继续拓展手性金属-PyIPI络合物催化剂的应用范围，将其用于不对称炔丙基Claisen重排反应，构筑含有季碳手性中心和联烯基的 β -酮酸酯（图1d）。
图1. （图片来源：Org Lett.）
文章亮点
1.以课题组发展的手性三齿吡啶氮配体PyIPI和Co作为催化剂，在2.5 mol%的催化剂用量下，实现了不对称炔丙基Claisen重排，以高达98% 的收率和98% 的对映选择性合成了系列含有季碳中心和联烯基的 β -酮酸酯。
2. 实验表明配体PyIPI中C 1 对称性对反应至关重要，催化效果显著优于相应C 2 对称的配体。推测原因是含NH的咪唑啉一侧位阻小于双环咪唑啉酮一侧，炔丙基片段优先从位阻更小的咪唑啉一侧进攻烯酮，从而产生较好的手性控制。
图文解读
以2.5mol%的Co(OTf) 2 -PyIPI L10 为手性催化剂，考察了底物的普适性（图2），能以较好的收率和较高的对映选择性得到系列含有季碳中心和联烯基的 β -酮酸酯。
图2. （ 图片来源：Org Lett. ）
作者进行了控制实验（图3），当将配体N-H换成N-Me后，反应活性和选择性急剧下降；将配体中吡啶片段换为苯环，催化结果也极差；使用单边配体时，反应也变差，说明PyIPI中三个氮原子都参与了配位。
图3. （ 图片来源：Org Lett. ）
该反应体系可放大到4 mmol，能以1.2 g的量得到重排产物（图4a）。使用硼氢化钠在低温下，可仅将酮羰基还原，而不发生分子内环化，继而将该羟基保护，再将酯羰基还原为羟甲基，可与联烯发生加成，生成螺环产物 5a （图4b）。联烯基也可在汞盐催化下发生水和反应（图4c）。
图4. （ 图片来源：Org Lett. ）
总结与展望
作者报道了Co(OTf) 2 -PyIPI络合物催化 O -丙炔基 β -酮酸酯的不对称炔丙基-Claisen重排反应。在2.5 mol%的催化剂下，能以较好收率（高达98%）和较高对映选择性（高达98% ee）合成系列含季碳手性中心和联烯基取代的 β -酮酸酯。该手性配体PyIPI，合成简便，有望在更多催化反应中展示较好的应用前景。
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Org. Lett. 2023, ASAP
Publication Date: September 21, 2023
https://doi.org/10.1021/acs.orglett.3c02496
Copyright © 2023 American Chemical Society
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