不对称催化键的活化和生成是现代立体选择性合成的核心。β-消除反应它是许多重要的过渡金属催化过程中的一个关键步骤。在过去,催化对映选择性β-碳消除已经被开发并应用构建四级立体中心(Scheme 1)。相比之下,涉及β-杂原子消除的催化对映选择性反应通常在不对称氢化、碳氢化或转金属化步骤之前进行。
在本文中作者报道了锆催化的对映选择性β-氧消除反应,其形式为环状烯酮缩醛的开环。该反应得到对映体富集的单乙烯基二醇,它们是许多手性结构单元的通用前体(Scheme 1)。
作者使用内消旋的底物1a作为模板底物进行了条件筛选,在催化剂cat-1的作用下可以实现高对映选择性的开环(entry 1)。通过对反应时间的筛选发现在2h时反应产率达到最高值,推测延长反应时间可能会导致产物进一步被还原。在2.5%催化剂和4h反应时间的作用下得到最佳条件(entry 2),进一步降低催化剂的量会导致产率下降(entry 3-4)。更换溶剂也会导致产率下降(entry 5)。同时也筛选了其他催化剂,但是反应效果都不理想。
在优化的条件下,作者研究了许多其他结构的烯酮缩醛。具有五元环和七元环的烯酮缩醛可以进行反应(entry 2-3),给出90%和88%的ee值和非常高的产率(分别为99%和96%)。八元环显示出较良好的立体选择性(83 % ee,entry 4)。以85 %的产率和90%的ee值生产出单乙烯基化二羟基四氢呋喃(entry 5)。用反式构型的苯基取代的碳中心交换THF的氧原子的底物有67 %的产率和78%的ee值(entry 6)。衍生自2-苄基-丙烷-1,3-二醇的烯酮缩醛仅具有位于远处的前手性中心,导致对映选择性降低。对于衍生自线性内消旋二醇的底物1h也是如此,其以71%的产率和84 %的ee提供开环产物2h(entry 8)。基于降冰片烯和降冰片二烯的三环烯酮缩醛具有良好的产率和高的对映选择性(entry 9,10)。
作者通过设计底物消旋底物rac-3,从结果来看得到了两种对映异构体其比例为1.1:1得出主链末端的位阻对β氧消除的位置没有影响。
为了证明产物的实用性,作者对产物进行了转化。通过转化得到了反式的二醇6,在类似条件下也得到了反式氨基醇7,通过两步偶联得到了芳基乙基醚8,产率为79%。doi/anie.202114044