New catalyst rings the changes

新型催化剂挑战多环结构

01 October 2007

New catalyst rings the changes

美国有机化学家开发了一种方法，可以控制一种有用的分子内Diels-Alder 反应的立体化学构型（stereochemistry）。

此课题组是由坐落在马萨诸塞州的哈佛大学Eric Jacobsen教授领导的，他们在进行跨环Diels-Alder 反应时添加了特定催化剂，试验结束后获得了很高的产率，手性控制（chiral control）效果也很理想。这项研究为合成化学家们进行复杂结构药物和天然化合物的合成研制工作提供了一条新的备选技术路线。

Diels-Alder反应是有机化学领域中的一个常用的重要反应，通过亲双烯体(含有活泼双键或三键的化合物)与共轭二烯类化合物(双烯体)发生反应，生成含有六元环的化合物。要想向目标化合物中引入环状基团时通常会选用Diels-Alder反应，比如拿“跨环”反应来说，就是将一个大环从中间断开进行加成反应，经过单步反应后至少可以产生三个环。

跨环Diels-Alder 反应是许多天然化合物合成工艺中的关键过程，通过这一反应可以获得多种手性中心构型。实验证明要调控这些手性中心的立体化学构型是非常困难的，但是这一步又是至关重要的，因为往往在最终合成产物中涉及的许多备受期待的分子化合物都需要有特殊的手性结构。

Jacobsen的研究团队使用催化剂试验了一系列大环化合物，这些催化剂是基于E J Corey合成的(如图所示)一种噁唑硼烷基团结构（oxazaborolidine）。这些催化剂易于制备，其中含有路易斯酸性基团（Lewis-acidic centre），能在与亲双烯体配位后得以活化，进而催化反应的进行。

Transannulation

噁唑硼烷催化剂让大环化合物黏合起来

在科研人员将氟芳香基团引入到催化剂结构后研究获得了突破，他们得到了具有良好对映选择性、非立体选择性和高产出的多环产物。

科研人员用不同的亲双烯体合成了七元环和八元环，用以验证了这一合成路线的普适性。该研究团队的Emily Balskus在接受《化学世界》采访时表示，“对非手性大环来说，通过这种方法可以调控合成出许多迄今为止并未发现的空间立体构型，最理想的是，这一反应可以激励合成化学家去追求他们在目前条件下无法实现的理想目标。”

南安普敦大学的天然药物合成专家Richard Brown评论道，“能够快捷地合成出复杂结构分子是研制复杂化合物关键步骤，然而调控空间立体构型又是其中的基础性工作，这类能够调控构型的方法越多越好”。

Lewis Brindley

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