摘要
手性螺环结构单元广泛存在于很多天然产物和活性药物分子中。鉴于手性螺环化合物独特的结构和性能,如何实现此类化合物的高效合成一直是有机化学家孜孜追求的目标之一。但由于螺环分子刚性较强,存在着较大的空间位阻,手性螺环化合物的合成常常面临反应活性低、立体选择性难以控制等挑战,尤其是对于多手性中心的螺环化合物的立体发散性合成,依然是一个亟待解决的难题。C-H键活化可直接转化惰性碳氢键,从而避免预官能化,缩短合成路线,符合绿色化学的要求,已经成为有机合成中重要工具。在本论文中,作者设计了含有烯基肟醚的前手性底物,基于导向钯催化不对称芳基C-H键活化及串联反应构建手性螺环化合物,展开了如下科学研究: (一)以烯基肟醚为导向基,端烯烃作为偶联试剂,Pd(OAc)2/N-Ac-L-Ala-OH为催化剂,不对称C-H活化仅能生成含有一个手性碳中心的烯化产物(upto99%ee),说明端烯易发生Fujiwara-Moritani反应,阻碍了底物中双键的二次转移插入,未能形成螺环。该手性碳的形成为后续进行立体选择性环化创造了可能,如能抑制钯中间体的还原消除有望得到手性螺环化合物。 (二)利用二苯乙炔和上述前手性芳基化合物进行反应,在钯和N-单保护手性氨基酸的催化下成功实现了C-H键活化及串联反应得到含有两个手性中心的螺环化合物。以Pd(OAc)2为催化剂,BOC-L-Vaine为手性氨基酸配体,AgOAc为氧化剂,叔丁醇为溶剂,80℃下反应48h为最优条件,反应生成了螺环化合物(38%yield、99%ee、2:1dr)。该方法的优势在于操作方便,催化体系简单,一步构建含有两个手性中心的螺环化合物。 总之,本论文基于C-H键官能化策略,在钯催化剂的催化下以端烯烃或内炔烃作为偶联试剂,分别得到直接烯化产物和含两个手性中心的螺环化合物。不对称催化C-H键活化及串联反应为多手性螺环化合物的高效构建提供了思路。