(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
2009年,Rodriguez课题组从柳珊瑚Pseudopterogorgia elisabethae中分离出(+)-aberrarone(1)。(+)-Aberrarone具有5-5-5-6 环骨架、四个羰基、三个季碳和七个手性中心,其中六个是连续的手性中心(Scheme 1)。虽然化学家们已完成了相关conidiogenones(2)的全合成,但目前仅有一例关于外消旋aberrarone的全合成研究。近日,苏黎世联邦理工学院Erick M. Carreira课题组首次报道了(+)-aberrarone的对映选择性全合成,涉及一种关键的串联策略,可在单反应操作中实现1中A、B和D环的构建(3→4)。
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首先,作者进行了逆合成分析(Scheme 2)。前期(J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2993−3006.),从外消旋5通过Au-催化串联环化与还原,可实现(±)-capnellene 7的全合成(Scheme 2A)。受此启发,作者认为,使用砌块3经金属催化的串联过程(I→IV),可合成关键的砌块4。砌块3可通过环戊烯醛衍生物9与末端炔烃10的Sonogashira偶联反应生成(Scheme 2B)。
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砌块14的合成(Scheme 3)。醛11与HC≡CSiMe3进行立体选择性加成,可生成中间体12。中间体12使用n-Bu4NF处理后,可在两步反应操作后以75%的收率获得中间体13。中间体13经乙酰化后,可以95%的收率获得中间体14。
(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
砌块20的合成(Scheme 4)。首先,以(R)-Roche酯为底物,经三步反应(羟基的保护、还原和Wittig同系化反应),可以57%的收率获得中间体15。随后,在-20 oC下用MeLi处理中间体16,然后与醛中间体15进行加成,可以98%的收率生成相应的醛醇中间体。值得注意的是,这是涉及中间体16参与aldol反应的第一个例子。醛醇中间体经Barton-McCombie脱氧过程,可以71%的收率获得中间体17(单个非对映异构体)。中间体17在-78 oC下用KN(SiMe3)2处理,可选择性地生成相应的烯醇化物,然后用Comins试剂捕获。随后,向反应混合物中加入n-Bu4NF进行脱硅基化,可以71%的收率获得醇中间体18。中间体18可与上述的中间体14进行Sonogashira偶联反应,可以94%的收率获得中间体19。中间体19经Parikh-Doering氧化,可以96%的收率获得关键的中间体20。
(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
在获得关键的砌块20后,作者对串联环化的反应条件进行了优化(Scheme 5和Table 1)。研究表明,当使用Echavarren’s催化剂,n-Bu3SnOMe作为添加剂,二氯甲烷作为溶剂,在0-25 oC下反应12 h,可获得43%收率的产物21R,且在C-3位未发生差向异构化。
(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
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随后,上述的中间体21R经烷氧基锡烷化(alkoxy stannane)以及环化反应后,可获得环化中间体22。作者发现,在0 oC的金催化条件下反应12 h后,反应混合物用n-Bu3SnOMe处理并加热至65 oC 反应20 h,可以68%的收率获得环化中间体22,作为单一的非对映异构体(Scheme 6)。对照实验表明,锡试剂在阻止中间体21R降解和随后促进aldol闭环方面发挥着两个关键的作用。通过进一步的优化,当中间体20在DCE中的浓度增加到0.2 M时,使用5 mol%的Au催化剂(而不是20 mol%),在0 oC下反应12 h后,加入4当量的n-Bu3SnOMe,在65 oC下反应16 h后,可以71%的收率获得环化中间体22。
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在获得关键的砌块22后,作者进行了最后的(+)-aberrarone的合成研究(Scheme 7)。中间体22经DDQ氧化,可以81%的收率获得二醇中间体27。然而,当使用H2/PtO2条件进行区域选择性还原环丙烷开环反应时,由于环内环丙烷键的断裂,仅获得38%收率的环己醇中间体28。通过进一步条件优化后发现,当使用LiAlH4还原中间体27时,可以80%的收率获得三醇中间体29。中间体29在H2/PtO2条件进行的环丙烷开环反应时,可以81%的收率获得中间体30。最后,中间体30经Parikh-Doering氧化以及Riley氧化后,可获得(+)-aberrarone(1)。合成产物的所有谱图数据与分离的(+)-alstonlarsine A(1)的谱图数据一致。
(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
总结 苏黎世联邦理工学院Erick M. Carreira课题组首次报道一种通过15步反应实现了(+)-aberrarone的对映选择性全合成。其中,通过中间体18和中间体14的交叉偶联的汇聚方法,可有效构建关键的环化前体20。随后,通过Au-催化的Meyer-Schuster重排、Nazarov环化和环丙烷化以及Sn-介导的aldol加成串联过程,从而高效的实现了1中A、B和D环的构建。
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