南开大学李鑫教授团队Org. Lett. | 有机催化芳基化反应不对称合成轴手性芳基吡唑
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英文原题 : Asymmetric Synthesis of Axially Chiral Arylpyrazole via Organocatalytic Arylation Reaction
通讯作者: 李鑫 (Li Xin)、陈莉 (Chen Li)
作者: 高晰 (Gao Xi)、李成文 (Li Chengwen)
背景介绍
吡唑是一种五元含氮芳香化合物,广泛应用于农业化学、制药、配位化学等领域。近年来,人们开发了一些新的策略来制备具有不同结构的吡唑。然而,鲜有报道对映选择性构建轴手性芳基吡唑的报道,这可能是因为与二芳基化合物相比,轴向手性芳基吡唑的旋转势垒较低,这可能会在随后的功能化过程中引起消旋化。因此,开发高效、高选择性合成轴向手性芳基吡唑的实用方法是非常有意义的。
文章亮点
1. 在温和的条件下, 5 mol%的手性磷酸用量下,实现了5-氨基吡唑与醌衍生物的高度对映选择性芳基化反应,以较好的收率(高达95%)和优异的对映选择性(高达99%)获得一系列轴手性芳基吡唑化合物。
2. 反应底物范围广泛,反应时间短,具有高效性,当催化剂负载量降低至1 mol%,反应仍然具有较好的产率与对映选择性。
图文解读
在优化的条件下,各种2-酯取代的1,4-醌衍生物和3-芳基-5-氨基吡唑以高产率,高对映选择性生成轴手性芳基吡唑。所有研究的反应都在0.5小时内完成,烯烃、炔烃或溴芳烃等官能团的存在对反应没有影响。作者还探究了5号位取代的1,4-醌衍生物对反应的影响,发现醌部分的5号位取代基对反应结果的影响有限。最后,作者尝试使用酰胺替换酯基,仍然以良好的产率和较高对映选择性获得了相应的轴手性芳基吡唑,为该反应对酰胺取代的1,4-醌衍生物的耐受性提供了有力的证据。
图1. (图片来源:Org. Lett.)
此外,作者对5-氨基吡唑类底物进行了考察,结果表明5-氨基吡唑1号位N上面的取代基和3号位芳环上取代基的位置和电子性质对反应性的影响有限,各种具有不同取代基的5-氨基吡唑和1,4-醌衍生物以较高产率和高对映选择性获得相应的轴手性芳基吡唑。其中,当5-氨基吡唑的3号位为噻吩取代时,可以以99% ee得到目标产物。
图2. (图片来源:Org. Lett.)
为了考察该方法学的实用性,作者对产物 3u 进行了放大量实验和衍生化反应,发现产物收率和立体选择性可以很好保持。此外,作者将催化剂的负载量降低至1 mol%,反应仍然具有较高的产率和对映选择性,这证明了该反应的高效性。
图3. (图片来源:Org. Lett.)
总结与展望
作者在温和的条件下,采用手性磷酸作为催化剂,实现了5-氨基吡唑与醌衍生物的高对映选择性芳基化反应。该反应底物适用范围广泛,反应快,以较好的收率(高达95%)和较高的对映选择性(高达99%)获得一系列轴手性芳基吡唑化合物。
通讯作者信息
李鑫博士 ,南开大学化学学院教授、博士生导师,物质绿色创造与制造海河实验室主任助理。主要研究领域包括新型手性质子酸催化剂设计及应用、轴手性和螺烯手性化合物的不对称合成等。2002年获南开大学学士学位,2007年获南开大学博士学位(导师:程津培院士)。以通讯作者在 Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed . 等杂志上发表科研论文80余篇。
陈莉博士 ,南开大学化学学院副教授、硕士生导师,主要研究领域包括新颖实用的有机合成方法的探索;具有生物活性的天然小分子的合成及其类似物的设计、合成和生物活性研究。1990年获北京化工大学学士学位,2005年获南开大学博士学位(导师:黄润秋教授),已发表SCI论文30余篇。
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Org. Lett. 2023, ASAP
Publication Date: October 16, 2023
https://doi.org/10.1021/acs.orglett.3c02694
Copyright © 2023 American Chemical Society
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