研究论文介绍

Brønsted酸催化甲基二硅基酮乙酰酯与甲醇或水的不对称质子化反应

羧酸(特别是手性α-取代羧酸)是合成化学中重要的中间体,且广泛存在于各种具有生物活性的化合物和药物中,因此该化合物的合成受到化学团体的广泛关注。但直接催化游离羧酸的不对称α-官能团化和α-烷基化反应存在较大的挑战,往往需要多个步骤才能合成该化合物。甲硅烷基烯醇醚和甲硅烷基乙烯酮缩醛的不对称质子化是合成α-取代羧酸较为常见的方法[1],但这些反应中烯醇几何构型不易控制,且反应条件较苛刻,例如:反应温度需要低温、底物仅局限于空间位阻较大的质子源以及加入试剂要缓慢加入等(Figure 1)。到目前为止,还没有关于简单的质子源与二硅基酮乙酰酯的反应合成α-取代羧酸的报道。在上述研究背景的基础上,德国马克斯-普朗克研究所 Benjamin List课题组报道了消旋的α-支链羧酸发生两次去质子化作用生成的二硅基酮乙酰酯(bis-SKAs)再发生对映选择性质子化作用实现α-支链羧酸的去消旋化,其中质子源只需使用简单的水和甲醇。相关研究成果发表于

Deracemizing-Branched Carboxylic Acids by Catalytic Asymmetric Protonation of bis-Silyl Ketene Acetals with Water or Methanol

Francesca Mandrelli, Aurélie Blond, Thomas James, Hyejin Kim and Benjamin List•

Angew. Chem. Int. Ed. 2019, Just Accepted Manuscript DOI: 10.1002/anie.201905623

论文作者介绍

论文作者:Benjamin List

研究经历

  • 1968, Born in Frankfurt/Germany
  • 1993, Chemistry Diplom, Free University Berlin
  • 1997, PhD, University Frankfurt (J. Mulzer)
  • 1997–1998, Post-Doc, Scripps Research Institute, La Jolla, USA
  • 1999–2003, Assistant Professor (Tenure Track), Scripps Research Institute, La Jolla, USA
  • 2003–2005, Group Leader at the Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
  • since 2004, Honorary Professor at the University of Cologne
  • since 2005, Scientific member of the Max-Planck-Society
  • since 2005, Director at the Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
  • 2012-2014, Managing Director at the Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
  • since 2018, Member of The German National Academy of Sciences Leopoldina

奖励荣誉

  • 1994, NaFöG-Award from the City of Berlin
  • 1997, Feodor-Lynen Fellowship of the Alexander von Humboldt Foundation
  • 2000, Synthesis-Synlett Journal Award
  • 2003, Carl-Duisberg-Memorial Award of the German Chemical Society
  • 2004, Degussa Prize for Chirality in Chemistry
  • 2004, “Lecturer’s Award” of the Fonds der Chemischen Industrie
  • 2004, Lieseberg-Price of the University of Heidelberg
  • 2005, The Society of Synthetic Chemistry, Japan: 2005 Lectureship Award
  • 2005, Visiting Professor at Gakushuin University, Tokyo/Japan
  • 2005, AstraZeneca European Lecturer 2005
  • 2005, Novartis Young Investigator Award
  • 2006, Wiechert Lectureship, FU-Berlin, Germany
  • 2006, JSPS Fellowship Award, Japan
  • 2006, 100 Masterminds of Tomorrow, Germany
  • 2007, Award of the Fonds der Chemischen Industrie
  • 2007, OBC-Lecture Award
  • 2007, AstraZeneca Award in Organic Chemistry
  • 2008, Visiting Professor at Sungkyunkwan University, Korea
  • 2009, Boehringer-Ingelheim Lectureship, Canada
  • 2009, Organic Reactions Lectureship, USA
  • 2009, Thomson Reuters Citation Laureate
  • 2011, ERC Advanced Grant
  • 2011, Boehringer-Ingelheim Lectureship, Harvard University, USA
  • 2012, Novartis Chemistry Lectureship Award
  • 2012, Otto-Bayer-Preis
  • 2013, Horst-Pracejus-Preis
  • 2013, Mukaiyama Award 2013
  • 2013, Ruhrpreis, Mülheim, Germany
  • 2014, Cope Scholar Award, USA
  • 2014, Thomson Reuters Highly Cited Researcher
  • 2015, Carl Shipp Marvel Lectures, University of Illinois at Urbana-Champaign, USA
  • 2016, Gottfried Wilhelm Leibniz-Prize
  • 2017, Ta-shue Chou Lectureship, Institute of Chemistry, Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • 2017, Prof. U. R. Ghatak Endowment Lecture, Kolkata, India
  • 2018, Member of the German National Academy of Science Leopoldina
  • 2019, Herbert C. Brown Lecture, Purdue University, Indiana, USA

研究领域

Research Topics, Organocatalysis, Aminocatalysis, Brønsted Acid Catalysis, Organic Lewis Acid Catalysis, Asymmetric Couteranion Directed Catalysis (ACDC), Synthesis of Natural Products and Biologically Active Compounds.

论文概要

以α-苯基-α-甲基二硅基酮乙酰酯1a作为模板底物,作者对各种反应条件进行反复筛选,确定最佳条件为(Table 1):1.1 equiv MeOH为质子源,2 mol%手性二磺酰亚胺2c为催化剂,DCM为溶剂,在室温条件下反应15 min后水解,能以73%的收率和91%的对映选择性得到相应产物3

在最优反应条件下,作者对该反应的底物范围进行了考察(Table 2)。各种烷基取代(如乙基、苄基)、各种芳基取代的二硅基酮乙酰酯均能适应反应条件,能以良好至优秀的收率和优秀的对映选择性得到相应产物。但异丙基取代二硅基酮乙酰酯的对映选择性较差,说明该反应对空间位阻的影响较大。非甾体类抗炎药衍生的二硅基酮乙酰酯和α-烷基-α-烷基二硅基酮乙酰酯均具有良好的耐受性,能以良好至优秀的的收率和对映选择性得到相应产物。同时,用水作为质子源,各种底物也能较好的适应反应条件。

为了证明反应的应用潜力,作者将布洛芬(3m)的量增至25 mmol,在标准条件下反应,能以95%的收率和90%的对映选择性得到目标产物。

紧接着,作者做了一系列控制实验。通过控制试验的结果,作者推测可能的机理:手性二磺酰亚胺催化剂的N-H键和S=O键会与甲基二硅基酮乙酰酯1a形成氢键,促使1a发生不对称质子化反应。

论文总结评价:

德国马克斯-普朗克研究所Benjamin List课题组报道了Brønsted酸催化甲基二硅基酮乙酰酯与甲醇或水的不对称质子化反应,实现了α-支链羧酸的去消旋化。该方法操作简单,反应条件温和,反应效率高,不需要进一步纯化,为不对称α-支链羧酸的合成提供了一种新的简便的方法。

参考文献:

  1. Oudeyer, ; Brière, J.-F.; Levacher, V. Eur. J. Org. Chem. 2014, 28, 6103. DOI: 10.1002/ejoc.201402213

本文版权属于 Chem-Station化学空间, 欢迎点击按钮分享,未经许可,谢绝转载!

Related post

  1. 史一安环氧化反应(一)—研究背景
  2. 芳硝基化合物的Buchwald-Hartwig胺化反应
  3. 利用催化剂准确命中芳香环间位
  4. Ni催化伯醇的交叉脱氢偶联反应
  5. 硫属元素催化剂催化β-酮醛和吲哚的环化反应
  6. Nature. 3级C-H键的选择性催化不对称卡宾插入反应
  7. J. Am. Chem. Soc. 一人分饰二角-邻苯二甲酰亚胺…
  8. NMR Chemical Shifts——溶剂的NMR相关论文

Comment

  1. No comments yet.

  1. No trackbacks yet.

You must be logged in to post a comment.

Pick UP!

微信

QQ

PAGE TOP