阻转异构体是一种典型的轴手性化合物,其手性来源于分子内围绕纵向轴旋转受阻。在过去的几十年里,人们对轴手性分子的构建进行了大量的研究。许多具有轴向手性独特结构的阻转异构体,如(杂)联芳基、苯胺和芳基烯烃,受到有机化学家们广泛关注。二芳基胺及相关骨架是众多生物活性天然产物和药物中最常见的结构单元,如FDA批准的药物博苏替尼、比美替尼以及其它非核苷逆转录酶和血管内皮生长因子受体抑制剂。由于它们低的旋转能垒,二芳基胺阻转异构体在构型上不稳定且易于消旋化。与合成其它阻转异构体相比,将轴向手性引入二芳基胺及相关骨架仍然具有挑战性。在2009年,Kawabata通过手性高效液相色谱解决了一系列拥有分子内N-H-N氢键的二芳基胺阻转异构体。他们发现分子内氢键可以替代联萘骨架,这也是稳定轴手性骨架的关键(A)。Clayden等人在没有分子内氢键的情况下,使用四个邻位取代基解决无环二芳基胺阻转异构体。最近,Gustafson合成了高度阻转异构的二芳基胺,通过引入缺电子的共轭杂环与分子内氢键,使其具有30-36 kcal/mol的外消旋能垒。然而,光学活性二芳胺基阻转异构体的三种制备方法仍依赖于手性拆分,因此轴向手性二芳基胺类及相关骨架阻转异构体的构建仍然具有挑战性。Gustafson近来报道了一种手性磷酸催化的对映选择性亲电卤化反应,该反应以良好的产率和对映选择性提供了一系列立体化学稳定的N-芳基醌,这是文献中首次选择性合成仲胺阻转异构体(B)。醌及其相关骨架长期以来一直被用作手性化合物的合成前体。最近,Tan, Kürti, Bella和Miller等人以2-萘酚或2-萘胺为碳亲核试剂,在合成各种非C2-对称轴向手性联芳基方面做出了重大贡献(C)。迄今为止,氮亲核试剂尚未应用于这些不对称催化反应。基于这些研究启发以及我们对阻转异构体合成领域研究的兴趣,我们在此报道了一种手性磷酸催化苯胺和醌直接C-N键形成,用于构建分子内具有前所未有的六元N-H-O氢键的轴向手性N-芳基醌类化合物(D)。
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作者通过实验证明,提出了可能的机理如下:首先大位阻手性磷酸与底物作用,形成氢键物种I,接着反应经过II过程发生分子间的亲核加成反应得到物种III,进一步物种III从中心手性转变为轴手性得到中间体[H]-3,最后经氧化得到目标产物3。
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Reference: Guo, C.-Q., Lu, C.-J., Zhan, L.-W., Zhang, P., Xu, Q., Feng, J. and Liu, R.-R.* Atroposelective Synthesis of N-Arylated Quinoids by Organocatalytic Tandem N-Arylation/Oxidation. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202212846. (推荐人:李翔,检查人:王高伟)