氧杂双环烯烃开环反应的研究及其应用

第18卷第9期化学研究与应用Vol. 18 ,No. 92006年9月Chemical Research and ApplicationSep.2006文章编号:1006 - 1656( 2006 )09 - 1009 -06氧杂双环烯烃开环反应的研究及其应用韦垄，于阿娟吴养洁(郑州大学化学系河南化学生物与 有机化学重点实验室,河南郑州450052 )摘要有机金属试剂其中包括镍、钯、铑、铁、铜)以及路易斯酸能选择性地催化氧杂双环烯烃的亲核开环反应并建立多个手性中心。这种方法已经被用在-些生物活性分子的全合成过程当中如甾体酮类似物等。关键词氧杂双环烯烃有机金属试剂路易斯酸中图分类号:0623. 121文献标识码:A目前化学工作者在不断地探索以寻求能用本文按照不同的催化剂分别进行介绍。于环或非环化合物的新反应希望能借以控制化1镍催化的氢化物的亲核开环反应合物相对的或绝对的立体化学构型。其中通过对以及在合成Sertradine.上的应用内消旋化合物进行去对称化作用的方法越来越受早期人们曾设想通过t-Bu2CuCNLi2或t-Bu-到重视。这种方法可以经一步反应,即通过对[ 4Li/MgBr,产生氢化物,以用于氧杂双环烯烃还原+3]或4+2]环加成产物生成的氧杂双环母核开环,但反应通常不发生或没有选择性12]。然而进行亲核开环反应,从而有效地建立多个手性中用DIBAL-H作为氢化物时,可以得到很好的结心1-4]得到许多重要药物的中间体( Scheme 1 )。果[13-14( eq.1 )。当反应体系中加入催化量的镍时反应得到了明显的改善( eq.2)15-16]。阿-DIBALHhewane. rehux3.10 mo% NMCOO)DIBALH.THEarolo or当Ni( COD )2与手性配体BINAP17]络合时,70年代后期,由于合成[ 3.2. 1 ]环的方法的也可以得到很好的开环产物"8( eq.3 )。发展和对呋喃环的Diels-Alder 反应的不断探索，MINAP Hisw口制: (3)氧杂双环烯烃的开环反应研究得到了长足的发展氧杂双环模板逐渐被作为起始原料用于合成这个方法也可以用于氧杂苯并降冰片二烯类环或非环化合物5-11。加拿大化学家Mark Laut-衍生物的开环反应 19 -20]。Mark Lautens 利用这种ens在这方面做了较为详细的工作。为了达到对对映选择性的还原开环反应成功地合成了在临床氧杂双环烯烃的好的开环效果,使用了-些过渡上非常重要的抗抑郁药物Sertraline21]。 此化合金属(其中包括镍、钯、铑、铁、铜等)以及一些强物的合成是以氧杂苯并降冰片二烯的开环反应为的Lewis酸来催化这个反应并取得了很好的反起始反应经九步反应完成总收率为33%。应结果,已被成功地用于-些天然产物的全合成。2 钯催化的烷 基亲核试剂的亲核开收稿日期2006 -02 -21 ;修回日期2006 -05 -12基金项目国家自然科学基金( 20472074 )资助项目联系人简介:韦垫( 1975 - )女讲师主要研究方向有机合成化学、金属有机化学。Email sweikun@ zu. edu. cn第18卷1010化学研究与应用环反应以及在合成lonomycin上的加手性膦试剂于钯催化的反应中可大大提高催化效果34-40]1而且底物的芳环上不论带有给应用烷基亲核试剂是最早用于诱导氧杂双环体系电子基团，或吸电子基团都可以得到很好的结果。，上述反应条件也适用于氧杂苯并降冰片二烯开环的亲核试剂2-25。有机金属锌试剂在钯与的开环反应而对2.2.1和3.2.1 ]氧杂双环烯手性膦配体的络合物的催化作用下得到较好的结烃和氮杂苯并降冰片二烯的开环反应却不适用。果并允许底物带有多种官能团”1。Cheng 等人然而改变手性配体如使用1-Bu-DIPOF $8-8]可通过发现卤代烃与氧杂苯并降冰片二烯衍生物在以催化2.2.1 ]氧杂双环烯烃的开环反应。pa( PPh, ),Cl2和锌粉存在下可发生亲核开环反Lautens运用钯催化的烷基开环反应和镍催应而不加入锌粉则得痕量的产物eq.41273。化 的还原开环反应完成了具有抗菌活性的多醚化QH合物lonomycin的全合成41。四个片段中有两个POPh)2CL(4)的合成都是从氧杂双环开始的。Zn133铑催化的杂原子的亲核开环 反应' Lautens通过对许多催化体系的研究发现使Hogeveen和Middelkoop提出了杂原子的不用钯来催化活性低的烷基锌可以得到很理想的结对称亲核开环反应。在甲醇中[ Rh( CO)2CI l果31。例如:室温下PdCl,( CH,CN)2与双(二可以催化化合物 15非对映选择性的开环并以高苯基膦)二茂铁( dppf )在CH2C2中得到的催化收率得到 syn-1645]其中syn结构是由Ashworth剂可用于催化大量的有机锌试剂从而用于开环和 Berchtold通过环加成产物17中H°和H°的相反应得到的产物主要为顺式结构( eq.5y。最关性确定的“心eq. 6)。Lautens 选择高反应活性近Feringa 发表了一篇关于磷酰胺铜高对映选择的7作为底物对其进行了详细的研究。在Ho.性地催化二烷基锌试剂对氧杂苯并降冰片二烯的geveen和Middelkoop的反应条件下7不发生开开环反应的报道33。所提出的加成反应与钯催环反应而改变溶剂为1:1的甲醇和三氟乙醇后，化反应同样有效,当底物是endo构型时烷基的可以得到开环产物18。当底物构型为endo时产亲核反应得到的是anti14。物中两含氧官能团的立体化学为tran( eq.7 )。此PrCO,MeH[Rh(CO)2Clz{6r -CO-MeMeOHMeO"CO2Me-CO2MeorMeO2C OH16cis adtion of MeOH(Rn(CO)2Chz_RO(7TFE1 ROH60°吧18ROH = MeOH, EtOH. PrOH. TMS. Ehnanol从所加入配体对反应的影响情况来看[ Rh( COD),CI]比[ Rh( CO),Clh效果好,因为[ Rh实验表明酚是一类很好的亲核试剂4-5(CO),C1]与许多二齿配体混合后常生成难溶的Lautens 发现苯胺很容易诱导开环但对映选择性沉淀。对大量非手性配体进行的筛选表明:双差芳香性胺和羧酸不能发生亲核反应而非芳香(二苯基膦)二茂铁( dppf)是-种很好的配性胺的加入能使其它亲核试剂中毒54。2-氨基四氢萘在药物化学中是-种非常重要的母核,因体47-48< eq.8)。此非芳香性胺的亲核开环反应显得非常重要。第9期韦堑等氧杂双环烯烃开环反 应的研究及其应用1011为了克服胺的碱性以避免催化剂中毒,Lautens 等Et3N. HCI 既能提供质子又能提供氯离子,这两尝试添加了一些化合物,并发现当加入Et:N.点都有 利于反应活性的提高。HCl时,能使7开环生成20( eq.9)。这是由于([Rh(COD)CI]21 PPF_P'Bu2-P'Bu2(0.25.1 0 mol% cat){8Nucleophile (4-5 eq,)OH~PPN2.THF 1 80 0C (or rfux)19PPF_P'Bu22equiv. 23反应时可以得到开环产物24( eq. 12 )(RICODICI (2.5 mo/%)DPPF(14 lIoRhProlidine (5 equv)ELNHO (5 equn)THF.购Na,CO212)卤化物可以提高反应活性和反应的对映选择12978%yete.验% e性。卤化物对一些非芳香性胺的反应活性为F<5铁催化的格氏试剂的亲核开环