三峡大学周海峰教授团队报道了一种高效高对映选择性制备含酚羟基手性卤代醇的不对称转移氢化方法,氢化产物能够一步转化为手性肾上腺素类药物,展现了该方法在制药领域的广阔应用前景。 肾上腺素及其类似物作为重要的激素和神经递质,能够增强心脏的收缩力,因此在治疗心脏骤停、过敏性休克、支气管哮喘等病症中发挥着关键作用,尤其在抗过敏性休克药物市场中占据着举足轻重的地位。常见的肾上腺素类似物包括(R)-肾上腺素、(R)-酒石酸去甲肾上腺素和(R)-去氧肾上腺素等(图1a)。尽管通过直接不对称氢化酚羟基卤代酮可以高效合成肾上腺素的关键中间体,但现有方法受到酚羟基的弱酸性和配位毒性的影响,存在一定的局限性,报道方法少且底物类型单一,反应效率低(图1b-1c)。 周海峰领衔的绿色制药团队长期专注于开发不对称转移氢化催化体系,旨在合成多种功能性手性醇和胺。他们利用手性二胺铑络合物对酚羟基卤代酮进行不对称转移氢化,取得极佳的对映选择性及反应活性(图1d,高达97% yields,>99% ee,10 000 TON)。
图1 肾上腺素类似物及酚羟基卤代酮不对称还原 首先,作者以氯乙酰儿茶酚(1a)为模型底物,对市面上可得的转移氢化催化剂进行了条件筛选,其中(R,R)-C5展现出了卓越的性能,实现完全转化及>99% ee,被确认为首选催化剂。随后,作者继续对反应溶剂、氢源等条件进行了系统性的优化。最终,确定了最优反应条件:以乙醇作为溶剂,HCOOH/Et3N = 5/2作为氢源,在室温下反应16小时(图2)。 图2 不对称转移氢化反应条件优化 在建立最佳反应条件后,作者对底物适用范围进行了考察(图3)。在S/C = 1000的条件下,多种含酚羟基芳基酮(α-氯代酮、α-溴代酮和α-氨基酮)均能被高效转化为相应的手性醇,表现出优异的反应活性和对映体选择性(大多数底物实现了90%-99% yields, 97%->99% ee)。然而,邻位酚羟基酮1d、1e和1i,由于邻位取代基的空间位阻效应,对映选择性有所降低(80%-90% ee)。 图3 反应底物范围 最后,作者在克级规模下进行了高TON(转化数)实验。S/C = 10 000下,实验以超过99%的转化率、97% yields和>99% ee(10 000 TON)得到了产物2a。产物2a可一步转化得到肾上腺素,产物2n和2f也可一步转化得到去氧肾上腺素(图4 均为>99% ee)。 图4 克级规模高TON实验及衍生化应用 综上所述,三峡大学绿色制药团队开发的含游离酚羟基芳香酮的不对称转移氢化方法为手性肾上腺素类药物制备提供了一种绿色高效途径,具有很好的应用前景。 论文信息 Rhodium-Catalyzed Asymmetric Transfer Hydrogenation of Aryl Ketones Involving Free Phenolic Hydroxyl Group(s) Kedi Chang, Ruilong Chou, Pinke Yu, Linhong Zuo, Qixing Liu, Xumu Zhang, Congcong Yin, Haifeng Zhou Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202403055