有机相转移催化剂在酮亚胺的Friedel-Crafts反应和三氟甲基化反应中的应用研究

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3-取代3-氨基羟吲哚骨架是多种天然产物重要结构片段,这些化合物显示出广泛的生物活性和药物活性,例如抗肿瘤、抗病毒和抗焦虑活性。因此,近年来,3-取代3-氨基羟吲哚衍生物的不对称合成受到广泛关注。此外,吲哚框架作为生物学重要的结构单元,其生物活性和药用价值促进了其在合成方法学中的发展;其中,将具有独特的物理和生物学特性的含氟基团—三氟甲基引入到手性羟吲哚衍生物中,对于具有药物活性吲哚衍生物的合成和筛选具有重要意义。基于以上背景,本论文主要针对3-氨基-3-吲哚基羟吲哚和3-氨基-3-三氟甲基羟吲哚的不对称合成进行研究,具体研究工作如下:1.合成了一系列已知的金鸡纳碱衍生的双功能相转移催化剂,并且将其成功应用于靛红衍生的酮亚胺和吲哚的不对称Friedel-Crafts反应中。首先,通过对催化剂、碱、溶剂、温度、亚胺保护基优化,确定最优反应条件为:10 mmol%的催化剂3a,5当量K3PO4为碱,反应温度为-40℃,甲苯为溶剂,Cbz基团为亚胺保护基。其次,在最优反应条件下,以不同取代的酮亚胺和吲哚做底物,以高产率(82-91%yield)和中等至优异的对映选择性(46-94%ee)合成了一系列3-取代3-氨基-羟吲哚衍生物。克级实验结果表明,目标产物仍可保持优异的产率以及对映选择性。产物的构型通过X-射线单晶衍射,确定其为S构型。机理控制实验结果表明,催化剂脲部分上的NH结构和催化剂的季铵中心对于实现双功能协同催化具有重要作用。此外,根据产物构型以及机理控制提出了可能的反应过渡态模型。2.以四丁基溴化铵(TBAB)为相转移催化剂,对靛红衍生的酮亚胺和TMSCF3的亲核加成反应进行了研究。首先,对碱、溶剂、温度进行了一系列优化,确定6 equiv CSOH·H2O、10 equiv TMSCF3、甲苯溶剂、温度为0℃为最优反应条件;接下来,在该条件下进行了底物拓展,最终以中等至优异的产率(70-95%)得到了一系列外消旋的3-氨基-3-三氟甲基羟吲哚衍生物。在此基础上,将辛可宁衍生的相转移催化剂用于该反应的不对称催化研究中,初步的实验结果令人满意,所得3-氨基-3-三氟甲基羟吲哚衍生物的ee值高达91%。
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