手性多羟基化合物广泛存在于许多天然产物及药物分子中,如polyphenol、emblirol和glycerol类天然产物都具有手性二醇及三醇骨架,这些天然产物具有广泛的抗癌、抗菌、抗糖尿病、雌激素、抗炎、抗血栓、抗病毒、抗单纯疱疹病毒、神经保护和免疫调节特性活性。因此,发展通用型的方法来实现手性二羟基酮和三醇类分子的合成是有机化学领域非常具有吸引力的研究课题。目前文献当中尚不能实现反式二羟基酮的催化不对称合成。而尽管顺式甘油类三醇的合成可以通过烯丙基醇的不对称双羟基化实现,但由于Z构型烯烃难以制备,该方法难以制备反式甘油类三醇。
芳氧基取代非对称二酮的不对称转移氢化是制备二羟基酮和手性三醇的最直接且高效的方法,但到目前为止,该领域从未被实现。首先,二酮两个羰基的区域选择性氢化问题很难解决,其次,如何实现具有三个连续手性中心的三醇类分子的八个立体异构体的高效构筑也是该领域的难点。
近期,中国科学院福建物质结构研究所房新强课题组通过使用芳氧基作为辅助基团,实现了消旋1,2-二酮的高区域选择性、非对映选择性及对映选择性转移氢化。该工作可以高效地构筑一系列手性二羟基酮、二芳基取代三醇和单芳基取代三醇并进一步完成polyphenol、emblirol和glycerol类天然产物的全合成。机理研究和计算结果表明底物和催化剂之间的多层次氢键在调控区域选择性方面起到了关键作用。
图1. 芳氧基取代非对称1,2-二酮的不对称转移氢化
相关成果于近期发表于J. Am. Chem. Soc.,并受邀制作了期刊封面。博士生刘文军是论文的第一作者,物构所房新强研究员和合肥工业大学张琪副研究员为共同通讯作者。这一工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、中国科学院先导项目的支持。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04171
(房新强课题组供稿)