Pseudo-Diastereodivergent Synthesis of Chiral Fluorenes BearingBis-1,3-Nonadjacent Stereogenic Centers via OrganocatalyticDesymmetrization of meso-Epoxides

Org. Lett.2023, 25, 6006-6011 (DOI: 10.1021/acs.orglett.3c02150)

Feng Jiang1, Tengfei Meng1, Ying Zhou1, Zhenying Xiong, Yupei Zhao*, and Wengang Guo*

(F. Jiang, T. Meng, and Y. Zhou contributed equally to this work)

立體構(gòu)型往往對手性化合物的性質(zhì)與功能產(chǎn)生重要影響，因此多手性（元素）化合物的選擇性精準(zhǔn)構(gòu)筑是不對稱催化領(lǐng)域具有重要科學(xué)研究價(jià)值與挑戰(zhàn)的前沿方向之一。通過催化劑結(jié)構(gòu)的修飾或?qū)Ψ磻?yīng)條件或底物結(jié)構(gòu)進(jìn)行微調(diào)，從相同的反應(yīng)底物出發(fā)立體發(fā)散地精準(zhǔn)構(gòu)筑連續(xù)兩個(gè)手性中心目前已取得了很好的研究進(jìn)展。然而，立體發(fā)散式不對稱構(gòu)筑含不連續(xù)手性中心(或元素)化合物卻具有很大的研究難點(diǎn)。本課題組設(shè)計(jì)合成了一系列小分子芴衍生的前手性環(huán)氧化合物，在手性磷酸催化下實(shí)現(xiàn)了底物控制的立體發(fā)散式合成(Pseudo-diastereodivergent Organocatalytic Synthesis)，該研究具有以下創(chuàng)新性及特征：

(1) 9-芴衍生的前手性環(huán)氧化合物，其反式-(anti)及順式(syn)-異構(gòu)體在相同的催化劑存在下，均能很好地開環(huán)去對稱化，獲得的產(chǎn)物具有雙-1,3-不連續(xù)手性中心，且包含1個(gè)手性季碳中心。值得一提的是，我們的工作是首次利用

同構(gòu)型(即反式或順式)的環(huán)氧進(jìn)行立體發(fā)散式對映體選擇性催化反應(yīng)體系；

(2) 利用C/Si變換思路，當(dāng)前方法也可以立體發(fā)散式合成9-硅雜手性芴，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)四取代手性硅的不對稱催化合成；

(3) 反應(yīng)的最優(yōu)催化劑是一種大位阻手性催化劑，為了解決該類型催化劑的合成難度，我課題組采用取代基發(fā)散式嫁接思路，創(chuàng)造性地獲得了一種通用手性中間體，不僅可以解決該類型催化劑的合成難度，而且可以加快反應(yīng)條件優(yōu)化過程(郭文崗，樂鑫等，中國發(fā)明專利，申請?zhí)枺?02210218912.0)；

(4) 獲得的手性芴衍生物，具有優(yōu)異的熒光量子產(chǎn)率(最高可達(dá)77%)，并且9-位手性構(gòu)型可極大地影響化合物的光譜性質(zhì)以及毒性。

本工作近期發(fā)表于《Organic Letters》，受到審稿人與編輯的一致好評，并被遴選為期刊封面(Front Cover)文章。此外，我們對該工作結(jié)果也申請了中國發(fā)明專利以及PCT專利(中國發(fā)明專利申請?zhí)? 202311003796.1；PCT專利申請?zhí)?PCT/CN2023/112580)。