一个非常有效的相转移催化胺化作用α溴-α,β不饱和酮在水中

文摘

串联共轭addition-alkylation各种胺的反应α溴-α,β不饱和酮导致near-quantitative转换成相应的氮杂环丙烷反应时进行的10 mol %的溴化,PT催化剂在水里。一些手性季铵盐来自金鸡纳树生物碱是调查肥性PT催化剂。的范围和限制的反应也被调查。催化性能显著改善与相应的普通季铵盐催化剂相比,和优秀的收益率(81% - -96%)。虽然增加的速度aziridination已经完成,没有观察到立体选择性。协议已确认的积极的价值观。

1。介绍

小杂环系统是高度重视的理论和有机合成,有机和药物化学。特别是氮杂环丙烷是非常重要的含氮杂环化合物和有趣的系统发生的自然和生物活性物质(1,2 gydF4y2Ba]。值得一提的是,有几个重要的天然产物,含有氮杂环丙烷基如丝裂霉素C,miraziridine maduropeptin、紫菜霉素和carzinophilin一个(3 gydF4y2Ba]。大量的糖类衍生物含有氮杂环丙烷集团,主要是中间体,也是糖苷酶抑制剂(2 gydF4y2Ba- - - - - -4 gydF4y2Ba]。

由于他们proton-accepting特性、刚度和潜在的反应,他们接受特定的分子与蛋白质的相互作用。他们是通用的反应中间体和有用的各种环破裂和ring-expansion反应底物。他们可以用作前驱胺,氨基醇,二元胺和其他有用的含氮分子(1,2 gydF4y2Ba]。

有效的发展和立体选择合成氮杂环丙烷的方法在有机合成是一个很大的挑战。尽管,许多氮杂环丙烷的合成路线制备和双环——有几个例子α-ketoaziridine合成(3 gydF4y2Ba]。然而,他们拥有巨大的潜力来作为合成中间体制备的几种抗生素(1,5]。

因此,二环α氧化氮杂环丙烷是一种重要的类的化合物,因为他们可以同时考虑α——或者ß胺基酸衍生品。主动keto-derivatives轴承路易斯碱性氧气容易参与串联过程交付α- - -ß代替threo -α羟基-β胺基酸在一个垂直的保护形式。特别是,这个过程被用来准备erythro1,2-amino醇、2-amino-1 3-diols高选择性很大和化学从高度立体选择羰基还原2-acylaziridines收益率(方案1)[6]。另一个问题是,氮杂环丙烷通常半个后引入多步合成,因此,直接aziridination是有机化学中相当重要的一个目标2 gydF4y2Ba,7]。此外,方便协议承担光学活性的氮杂环丙烷的学术价值高、天然产品、农药、制药、和药用化学社区(8- - - - - -10]。

最近,我们报道了催化、高效合成二环-α-ketoaziridines通过连续过程的添加、质子转移和分子内与各种主要用普通PT脂族胺烷基化催化剂,它可以是一个实际的方法(方案2)[5]。在继续之前的工作,这个实验的目的是为了全面调查的范围和协议的一般性使用手性催化剂PT和额外的基质和试剂。

2。实验部分

所有¹H和¹³CNMR谱记录在JEOI JNM-EX 400使用CDCl FT-NMR系统_{3 gydF4y2Ba}作为溶剂在室温下。化学变化给出了ppm和J-values赫兹。矩阵二氧化硅(Si-60A^o35 - 70μ米)被用来执行闪光色谱法。相关分析进行了瓦里安3300色谱仪配备分裂喷射器,FID检测器,瓦里安4400积分器。Percoated默克(0.25毫米)硅胶f - 254板被用来做分析。红外光谱被记录在傅立叶变换红外光谱仪,报告为波数。gc - ms谱注册在一系列休利特5890帕卡德二世CP Sil 5 cb列(25米)其次是VG Quattro质谱仪。所有的试剂和溶剂除外α溴-α,β不饱和酮,1 a - c,从商业来源获得,作为收到没有进一步净化。所有α溴-α,β不饱和酮,1 a - c,准备按照文献程序(11]。

2.1。一般程序的反应2 -溴Enones (1 a - c)与不同胺(2 g)催化10 mol % 2

反应是由混合α溴-α,β不饱和酮(1.25更易),催化剂(10更易%)和胺(1.0更易)H_{2 gydF4y2Ba}O(5毫升),在室温下搅拌,直到反应物消耗(见表1)。原油反应混合物提取等_{2 gydF4y2Ba}O (3 x5毫升),结合有机层干使用Na_{2 gydF4y2Ba}所以_{4 gydF4y2Ba}。溶剂被使用蒸发器压力降低。硅胶进行闪光色谱法(戊烷/乙醚,4:1)得到预期的产品(3、4和5)在near-quantitative收益率。所有的产品都是用气相色谱-质谱和特征¹H和¹³C NMR分析,给出了它们的光谱数据(以下5,12]。

2.2。(6)- (S) 1-phenylethyl 6-aza-bicyclo [3.1.0] hexan-2-one (3 g)

(0.165 g, 82%, 65: 34)作为一种黄色的油,R_f0.41(3:7等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);(α]²²_D=−41和−26.5^o(c= 1.0,CH_{2 gydF4y2Ba}Cl_{2 gydF4y2Ba});IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):3050,2952,1728,1685,1637,1410,1332;¹HNMR非对映异构体一个:δ1.30 (d,J= 6.4赫兹,3 h), 1.72 - -2.05 (m, 2 h), 2.13 (d,J2.24 - -2.36 = 4.0赫兹,1 h) (m, 2 h), 2.46 (t)J= 3.6赫兹,1 h), 2.55 (q,J7.18 - -7.25 = 6.4赫兹,1 h) (m, 3 h), 7.38 - -7.45 (m, 2 h);非对映异构体B:δ1.49 (d,J= 6.4赫兹,3 h), 1.98 - -2.06 (m, 2 h), 2.10 (d,J2.28 - -2.46 = 4.4赫兹,1 h) (m, 2 h), 2.72 (q,J= 6.8赫兹,1 h), 2.79 (t)J7.20 - -7.26 = 3.2赫兹,1 h) (m, 3 h), 7.27 - -7.34 (m, 2 h);¹³CNMR:δ211.9 (CO), 143.5 (C), 128.2 (CH)、127.2 (CH)、126.3 (CH)、66.8 (CH_{2 gydF4y2Ba}Ph值),47.5 (CH)、46.2 (CH)、32.7 (CH_{2 gydF4y2Ba}),24.4 (CH_{2 gydF4y2Ba}),23.9 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 201 (m⁺1)106 (13),105 (100),97 (17),79 (12)77 (15),51 (5),42 (6)。

2.3。7-Benzyl-7-aza-bicyclo [4.1.0] heptan-2-one (4)

布朗(0.195克,97%)作为石油、R_f0.43(3:7等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):3023,2905,1715,15981,1492,1428,1324;¹HNMR:δ1.45 - -1.85 (m, 2 h), 1.98 - -2.24 (m, 2 h), 2.26 - -2.42 (m, 2 h), 2.39 (d,J2.50 - -2.73 = 7.4赫兹,1 h) (m, 1 h), 3.40 (d,J= 13.6赫兹,1 h), 3.84 (d,J7.43 - -7.52 = 14.0赫兹,1 h) (m, 5 h);¹³CNMR:δ208.0 (CO), 138.5 (C), 128.5 (CH)、127.8 (CH)、127.0 (CH)、65.3 (CH_{2 gydF4y2Ba}Ph值),46.4 (CH)、44.6 (CH)、34.8 (CH_{2 gydF4y2Ba}),23.2 (CH_{2 gydF4y2Ba}),18.5 (CH_{2 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 202 (m⁺1),201 (2),110 (13),104 (11),92 (15),91 (100),65 (12)。

2.4。7-Furan-2-ylmethyl-7-aza-bicyclo [4.1.0] heptan-2-one (4 b)

布朗(0.181克,95%)作为石油、R_f0.46(3:7等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):3053、2867、1704、14935、1392;¹HNMR:δ1.38 - -1.58 (m, 2 h), 1.63 - -1.79 (m, 2 h), 1.85 - -2.10 (m, 2 h), 2.34 (d,J2.40 - -2.44 = 6.8赫兹,1 h) (m, 1 h), 3.60 (d,J= 14.0赫兹,1 h), 4.27 (d,J= 13.6赫兹,1 h), 6.10 (dd,J= 3.2和2.4赫兹,1 h), 6.21 (d,J= 2.4赫兹,1 h), 7.26 (d,J= 7.2赫兹,1小时);¹³CNMR:δ208.4 (CO), 144.3 (C), 112.3 (CH)、108.5 (CH)、106.6 (CH)、57.8 (CH_{2 gydF4y2Ba}),47.6 (CH)、44.8 (CH)、39.1 (CH_{2 gydF4y2Ba}),25.2 (CH_{2 gydF4y2Ba}),20.3 (CH_{2 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 191 (m⁺1),82 (24),81 (100),53 (15)。

2.5。7-Cyclohexyl-7-aza-bicyclo [4.1.0] heptan-2-one (4 c)

布朗(0.189克,98%)作为石油、R_f0.61(3:7等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):2902、1698、1420、1320、1330;¹HNMR:δ1.12 - -1.22 (m, 4 h), 1.26 - -1.42 (m, 4 h), 1.50 - -1.62 (m, 2 h), 1.78 (d,J1.88 - -1.95 = 9.2赫兹,1 h) (m, 2 h), 1.97 - -2.02 (m, 2 h), 2.04 - -2.07 (m, 1 h), 2.16 - -2.22 (m, 2 h), 2.36 - -2.48 h (m, 1);¹³CNMR:δ208.5 (CO), 68.3 (CH)、46.6 (CH)、42.3 (CH)、37.0 (CH_{2 gydF4y2Ba}),34.2 (CH_{2 gydF4y2Ba}),33.3 (CH_{2 gydF4y2Ba}),27.5 (CH_{2 gydF4y2Ba}),25.7 (CH_{2 gydF4y2Ba}),23.4 (CH_{2 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 194 (m⁺(M + H, 2), 193⁺17)150 (100),112 (16),83 (17),67 (17),56 (42),42 (26)。

2.6。7-Allyl-7-aza-bicyclo [4.1.0] heptan-2-one (4 d)

布朗(0.139克,92%)作为石油、R_f0.57(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):3045,2910,1721,1439;¹HNMR:δ1.50 - -1.70 (m, 2 h), 1.75 - -1.84 (m, 2 h), 1.88 - -2.10 (m, 2 h), 2.11 (d,J2.35 - -2.51 = 6.0赫兹,1 h) (m, 1 h), 2.91 (d,J= 5.6赫兹,1 h), 3.09 (d,J= 5.6赫兹,1 h), 5.14 (dd,J= 9.2,1.2赫兹,1 h), 5.23 (dd,J= 15.6,1.6赫兹,1 h), 5.57 - -5.90 h (m, 1);¹³CNMR:δ208.0 (CO), 135.4 (CH_{2 gydF4y2Ba}),127.5 (CH)、62.3 (CH_{2 gydF4y2Ba}),46.4 (CH)、43.1 (CH_{2 gydF4y2Ba}),37.3 (CH_{2 gydF4y2Ba}),24.5 (CH_{2 gydF4y2Ba}),19.8 (CH_{2 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 152 (m⁺+ H, 4), 151 (M⁺,35),122 (49),95 (81),94 (100),80 (63),67 (38),54 (53)。

2.7。7-Butyl-7-aza-bicyclo [4.1.0] heptan-2-one (4 e)

布朗(0.157克,94%)作为石油、R_f0.63(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):2950,1708,1470,1327;¹HNMR:δ0.89 (t)J= 7.2赫兹,3 h), 1.30 - -1.42 (m, 2 h), 1.46 - -1.60 (m, 2 h), 1.66 - -1.76 (m, 2 h), 1.88 (d,J1.96 - -2.00 = 5.6赫兹,1 h) (m, 2 h), 2.02 - -2.19 (m, 2 h), 2.22 - -2.30 (m, 2 h), 2.36 - -2.45 h (m, 1);¹³CNMR:δ208.2 (CO), 61.0 (CH_{2 gydF4y2Ba}),47.3 (CH)、44.6 (CH)、37.2 (CH_{2 gydF4y2Ba}),32.1 (CH_{2 gydF4y2Ba}),24.4 (CH_{2 gydF4y2Ba}),21.6 (CH_{2 gydF4y2Ba}),19.7 (CH_{2 gydF4y2Ba}),14.5 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 168 (m⁺(M + H, 2), 167⁺5)138 (32),97 (100),96 (53),83 (24),69 (62),55 (58)。

2.8。7-Propyl-7-aza-bicyclo [4.1.0] heptan-2-one (4)

布朗(0.150克,98%)作为石油、R_f0.63(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):2958,1706,1481,1325;¹HNMR:δ0.89 (t)J= 7.2赫兹,3 h), 1.50 - -1.62 (m, 2 h), 1.65 - -1.78 (m, 2 h), 1.90 (d,J1.95 - -2.02 = 5.2赫兹,1 h) (m, 2 h), 2.04 - -2.11 (m, 2 h), 2.12 - -2.28 (m, 2 h), 2.36 - -2.47 h (m, 1);¹³CNMR:δ207.5 (CO), 61.2 (CH_{2 gydF4y2Ba}),45.6 (CH)、43.3 (CH)、36.5 (CH_{2 gydF4y2Ba}),21.5 (CH_{2 gydF4y2Ba}),21.0 (CH_{2 gydF4y2Ba}),18.9 (CH_{2 gydF4y2Ba}),12.0 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 154 (m⁺(M + H, 2), 153⁺1),124(4),124(48),97(41),96(100),83年(46),68 (72),55 (96),41 (76)。

2.9。(7)- (S) 1-phenylethyl 7-aza-bicyclo [4.1.0] heptan-2-one (4 g)

(0.187 g, 87%, 53: 27)作为一个棕色油,R_f0.38(3:7等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);(α]²²_D= -64.3−16.7^o(c= 1.0,CH_{2 gydF4y2Ba}Cl_{2 gydF4y2Ba});IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):3025,2965,1721,1622,1561,1425,1339;¹HNMR:两个非对映体的混合物:同分异构体C:δ1.64 (d,J= 6.8赫兹,3 h), 1.80 - -1.95 (m, 2 h), 2.03 - -2.26 (m, 2 h), 2.28 - -2.45, (m, 2 h), 2.61 (d,J= 8.2赫兹,1 h), 2.70 (q,J= 6.2赫兹,1 h), 3.96 (t)J7.40 - -7.70 = 6.0赫兹,1 h) (m, 5 h),同分异构体D:δ1.62 (d,J= 6.8赫兹,3 h), 1.80 - -1.95 (m, 2 h), 2.03 - -2.26 (m, 2 h), 2.28 - -2.45, (m, 2 h), 2.61 (d,J= 8.2赫兹,1 h), 2.85 (t)J= 6.8赫兹,1 h), 2.91 (q,J7.40 - -7.72 = 6.4赫兹,1 h) (m, 5 h);¹³CNMR:δ208.3 (CO), 151.2 (C), 129.1 (CH)、127.8 (CH)、125.9 (CH)、69.2 (-CHPh), 46.4 (CH)、44.6 (CH)、29.4 (CH_{2 gydF4y2Ba}),26.0 (CH_{2 gydF4y2Ba}),24.3 (CH_{2 gydF4y2Ba}),20.1 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 215 (m⁺1),111 (31),105 (100),77 (13)。

2.10。(1)- 1-Benzylaziridin-2-yl Ethanone (5)

布朗(0.151克,86%)作为石油、R_f0.46(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):3020,2985,1710,1601,1425,1380,1228;¹HNMR:δ1.80 (dd,J= 6.1,2.4赫兹,2 h), 2.07(年代,3 h), 2.33 (m, 1 h), 3.59 (d,J= 13.6赫兹,1 h), 3.71 (d,J7.55 - -7.62 = 13.2赫兹,1 h) (m, 5 h);¹³CNMR:δ208.3 (CO), 148.5 (C), 139.8 (CH)、138.5 (CH)、137.8 (CH)、64.4 (CH_{2 gydF4y2Ba}),45.7 (CH)、35.9 (CH_{2 gydF4y2Ba}),25.5 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 175 (m⁺2),132 (17),92 (10)91 (100),65 (9)。

2.11。(1)- 1-Furan-2-ylmethylaziridin-2-yl Ethanone (5 b)

布朗(0.140克,85%)作为石油、R_f0.56(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):3055,2954,1702,1599,1420,1356,1158,1105;¹HNMR:δ1.73 (d,J= 6.8赫兹,2 h), 2.06(年代,3 h), 2.20 - -2.38 (m, 1 h), 3.56 (s, 2 h), 6.13 (dd,J= 3.2,0.8赫兹,2 h), 7.16 (d,J= 2.8赫兹,1小时);¹³CNMR:δ208.5 (CO), 150.5 (C), 142.6 (CH)、110.2 (CH)、108.4 (CH)、56.7 (CH_{2 gydF4y2Ba}),45.8 (CH)、34.6 (CH_{2 gydF4y2Ba}),25.2 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 166 (m⁺+ H、3)、165 (M⁺19),122 (11),82 (16),81 (100),53 (50),43 (24)。

2.12。(1)- 1-Cyclohexylaziridin-2-yl Ethanone (5 c)

布朗(0.154克,92%)作为石油、R_f0.76(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):2992、1703、1601、1420、1358;¹HNMR:δ1.70 - -1.95 (m、10 h)、2.06(年代,3 h), 2.09 - -2.38 (m, 1 h), 2.42 - -2.54 (m, 2 h), 2.68 - -2.81 h (m, 1);¹³CNMR:δ208.6 (CO), 69.3 (CH)、44.7 (CH)、34.5 (CH_{2 gydF4y2Ba}),33.8 (CH_{2 gydF4y2Ba}),26.4 (CH_{2 gydF4y2Ba}),25.6 (CH_{2 gydF4y2Ba}),16.7 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 168 (m⁺+ H、3)、167 (米+ 1),125 (11),124 (81),84 (20)83 (100),55 (88),42 (46)。

2.13。(1)- 1-Allylaziridin-2-yl Ethanone (5 d)

布朗(0.105克,84%)作为石油、R_f0.78(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):3062、2982、1712、1410、1350;¹HNMR:δ1.67 (t)J= 6.0赫兹,2 h), 2.04(年代,3 h) 2.08 - -2.10 (m, 1 h), 2.91 (d,J= 5.6赫兹,1 h), 2.97 (d,J= 5.6赫兹,1 h), 5.13 (d,J= 10.4赫兹,1 h), 5.21 (dd,J= 6.0,1.2赫兹,1 h), 5.86 - -5.93 h (m, 1);¹³CNMR:δ208.2 (CO), 134.6 (CH)、117.3 (CH_{2 gydF4y2Ba}),63.1 (CH_{2 gydF4y2Ba}),45.4 (CH)、34.5 (CH_{2 gydF4y2Ba}),25.3 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 125 (m⁺4),124 (9),110 (11),84 (30),82 (100),71 (43),55 (51),54 (73),43 (73),42 (69)。

2.14。(1)- 1-Butylaziridin-2-yl Ethanone (5 e)

布朗(0.110克,81%)作为石油、R_f0.83(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):2980,1715,1461,1353;¹HNMR:δ0.94 (t)J= 7.2赫兹,3 h), 1.36 - -1.44 (m, 2 h) 1.52 - -1.60 (m, 2 h), 1.63 (d,J= 6.8赫兹,2 h), 2.05(年代,3 h), 2.24 - -2.30 (m, 2 h), 2.34 - -2.43 h (m, 1);¹³CNMR:δ208.6 (CO), 61.2 (CH_{2 gydF4y2Ba}),45.4 (CH)、35.7 (CH_{2 gydF4y2Ba}),32.3 (CH_{2 gydF4y2Ba}),25.4 (CH_{3 gydF4y2Ba}),21.6 (CH_{2 gydF4y2Ba}),14.5 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 142 (m⁺+ H, 13), 141 (M⁺3),140 (25),126 (84),98 (100),84 (71),71 (72),57 (86),44 (74)。

2.15。(1)- 1-Propylaziridin-2-yl Ethanone (5 f)

布朗(0.118克,93%)作为石油、R_f0.89(1:9等_{2 gydF4y2Ba}O /戊烷);IR(整洁、氯化钠盘子,ν_马克斯,cm⁻¹):2991、1712、1456、1342、1210;¹HNMR:δ0.94 (t)J= 7.6赫兹,3 h), 1.42 - -1.47 (m, 2 h), 1.57 (d,J= 7.6赫兹,2 h), 2.03(年代,3 h), 2.21 - -2.38 (m, 2 h), 2.40 - -2.53 h (m, 1);¹³CNMR:δ208.5 (CO), 63.2 (CH_{2 gydF4y2Ba}),45.4 (CH)、35.8 (CH_{2 gydF4y2Ba}),26.4 (CH_{2 gydF4y2Ba}),24.3 (CH_{3 gydF4y2Ba}),12.8 (CH_{3 gydF4y2Ba});女士(气):m / z % 127 (m⁺8)126 (33),112 (22),98 (89),84 (100),71 (81),56 (78),42 (76)。

3所示。结果与讨论

在这项研究中,三个α溴-α,β不饱和酮(1 a - c)(图1),几个胺(小学,中学,和芳香胺)(图2 gydF4y2Ba),和三个金鸡纳生物碱氯化物PT催化剂(图3 gydF4y2Ba)拍摄。为了建立最好的协议,化合物1和2被用作模型试剂。不同的溶剂,如甲苯,CH_{2 gydF4y2Ba}Cl_{2 gydF4y2Ba},CHCl_{3 gydF4y2Ba},CH_{3 gydF4y2Ba}CN,四氢呋喃,CH_{3 gydF4y2Ba}哦,和水。PT催化剂的存在被发现促进反应是至关重要的。

季铵催化剂进行了比较研究。为了实现转化率增加,我们检查了三个不同的影响PT催化剂来自盐的金鸡纳树生物碱,其效果与溴化四丁铵相比,TBAB。盐的金鸡纳树生物碱催化剂选自普通tetraalkyl第四纪盐在高温下不稳定或高度碱性条件。除了有良好的相转移催化剂的有益的特点,他们通常也便宜13]。

超越,我们选择金鸡纳树生物碱氯化物有四个原因。首先,他们是高度亲脂性的PT催化剂。第二,二级9-OH组可以作为路易斯酸(氢键供体),通过协调协助共轭加成的羰基氧基质(方案3)。换句话说,底物和试剂都可以被激活的协同催化剂。第三,cinchoninium阳离子,Q⁺,可以作为路易斯酸和坐标的羰基氧enone促进初始添加胺(计划4)。最后,反应可以从催化剂是手性拆分。相信在盐的活动网站金鸡纳树生物碱(9-OH Q⁺和环)在催化不独立但合作,同时14- - - - - -16]。一般来说,通过离子对烷基化反应,提出了继续cinchoninium阳离子之间的复杂,Q⁺和阴离子亲核试剂,可通过氢键和稳定π- - - - - -π堆积相互作用[1]。

三种不同的催化剂,N氯化苄cinchoninium我,N氯化苄cinchonidinium二世,和N氯化苄quininium三世,被雇佣。水作为溶剂,在室温下反应运行。当2反应了1在上述催化剂的存在,3被隔离在88%、91%和83%的收益率,分别2 h后的反应。这表明,所有使用的催化剂有类似的活动。氯化物的金鸡纳树生物碱显示优越的活动与普通季铵氯化物(Bu_{4 gydF4y2Ba}NCl benzyltriethylammonium氯)[5]。这也适用于其他普通的季铵(Bu催化剂_{4 gydF4y2Ba}NBr、部_{4 gydF4y2Ba}倪,部_{4 gydF4y2Ba}NBF_{4 gydF4y2Ba},十六进制_{4 gydF4y2Ba}丁腈橡胶)。我们发现水和盐的组合金鸡纳树生物碱催化剂是有效的,使串联反应减少反应时间,收益良好。

最后,探索该方法的范围和普遍性,结构不同的受体,即α-bromo-2-cyclopentenone1,α-bromo-2-cyclohexenone1 b,和α-bromo-but-3-en-2-one1 c,和几个主要的脂族胺受到aziridination反应的催化剂二世。芳香胺(2 h-j)和氨基甲酸盐(2 k-l)被发现不起化学反应的方向1。因此,我们在此报告的催化潜力二世合成的几个二环-α-ketoaziridines (3 gydF4y2Ba,4,和5)。

的反应获得的收益率1得了亲核试剂进行了总结在表1和计划5。

为相转移催化反应,通常由四个步骤:水相的反应,有机相的反应、传质物种问⁺RNH⁻从水相有机相,传质再生催化剂的物种,Q⁺Cl⁻从有机相,水相。第一个和最后一个两步过程。因此,有机相的反应,通常是缓慢的,是速率决定步骤(计划6)[14,17]。然而,影响反应速率的因素是复杂得多17,18]。

原则上,organophilicity催化剂的催化效率增加而增加。可访问性的催化剂(坦率的问的结构⁺)和催化剂横截面积与反应速率密切相关。的N-atom Q⁺被认为是减少访问链的季铵阳离子更大(软离子)和正电荷在问吗⁺可以与亲核试剂静电弱相互作用(亲核激活)18,19]。

因此,cinchoninium cation-Q⁺拥有足够的有机结构将允许催化剂和离子容易划分为有机相。这就增加了位移速率和提供良好的分配系数之间的阶段。在这种情况下,亲核试剂是适当从有机相的接口。结果,亲有机物质的催化剂显示低浓度水相(很少的救恩),和活化能大大降低。这增加的亲核试剂的亲核性。因此,离子对之间存在弱相互作用增强盐的反应性的关键因素金鸡纳树生物碱(17]。结束时的反应,一个阴离子离去基团通常是再生,从有机相催化剂然后返回到水相继续循环(计划6)。

相对较少的研究系统离子的亲核加成缺乏前手性的中心前手性的亲电试剂。使用手性催化剂时,阴离子除外转移到有机相作为手性离子对催化剂的离子交换。然后,它的攻击主要是前手性的亲电试剂来创建一个新的手性中心(14]。的不对称共轭加成α溴-α,β不饱和酮使用伯胺的水溶液中代表一个典型的例子。手性cinchoninium cation-anion (Q⁺神经失⁻)负责通过歧视的前手性的enone。反应的pH值几乎是中性的,所以副反应的可能性大大减少。然而,发现催化剂不拆分,和外消旋产品孤立。因此,更准确的设计需要手性催化剂阳离子(Q⁺)认识到亲电反应的对映异构面临伙伴。选择性等,是最常见的影响与9-OH enone集团的络合阳离子。尽管如此,在这个反应条件下,证明了一个笨重的铵阳离子,Q⁺,应该弱包裹着enone;相反,它的坐标与亲核试剂转移到有机相。此外,平衡往往是可能的,这有利于形成热力学非选择性和支持1,4-adduct。

光学活性的氮杂环丙烷是一个极为重要的构建块在有机合成4 gydF4y2Ba,20.,21]。由于这些原因以及其他的很多问题,我们研究手性分子之间的反应,(S) -(-)苯乙醇胺2 g,和迈克尔受体,1和1 b,获得光学活性的产品(计划7)。2 g反应与1提供两个容易分离的非对映体一个和B(1:1)在82%的收益率(表1,3 g,条目7)。这也胺反应顺利,1 b提供一个2:1的混合物C和D非对映体在87%的收益率(表1,4 g,条目7)。在这个反应中,1 b显示更好的diasteroselectivity可能由于其固定构象,使共轭加成后相对稳定的中间。

比较中胺,反应α溴-α,β不饱和酮,表明芳香胺和氨基甲酸盐稳定。这可能是由于低溶解度和弱亲核性的芳香胺和氨基甲酸盐相比,脂族胺。因此,活性阴离子形成的中间(负电荷浓度N-atom旁边苯基环)不是有利于共轭加成。这同样适用于氨基甲酸盐的负电荷N-atom delocalizes羰基和不可用的亲核加成反应。因此,阴离子中间的可用性是至关重要的因素,决定了这对亲核反应合成协议的效率。

4所示。结论

盐的金鸡纳树生物碱催化反应可以作为一个替代方法的合成二环-α-ketoaziridine。协议的范围在衬底和PT催化剂已被检查。根据这个系统,程序的效率只取决于反应物的纯度和化学计量学。收益率高,反应时间短,使用温和的反应条件,容易检查和操作简单的优点的过程。与其他程序相比,它允许使用更便宜的和无毒原材料(例如,水作为溶剂,不含金属的反应)与环保的条件。

缩写

CAIRC:	共轭addition-initiated环化
PTC(列车自动控制系统):	相转移
TBAB:	四丁铵溴化
纪录:	四丁铵氯化
问+:	季铵阳离子(cinchoninium阳离子)
相关:	气液色谱法。

数据可用性

本研究中所有生成的数据或分析包括在发表的这篇文章。

信息披露

这个手稿的内容没有版权或发表之前,不是现在正在考虑其他地方出版,并将不受版权保护的,提交,或发表在其他地方,而接受《华尔街日报》正在考虑之中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

马约Mekonnen而minelik Tesfaye构想和设计的实验。马约Mekonnen分析数据和写论文。马约Mekonnen进行了实验。所有作者参与的修订手稿。

确认

作者很高兴谢谢Bahir Dar大学金融支持和化学系,Tromsø大学获取光谱数据。

引用

1. j .罗耶氮杂环化合物的不对称合成威利VCH, 2009年德国,魏因海姆。
2. k . a . yudi氮杂环丙烷和环氧化合物在有机合成威利VCH, 2006年德国,魏因海姆。
3. a·慕克吉n . c . Ghosal g . v . Zyryanov a . Majee和s . Santra”对氮杂环丙烷的合成一个更新的库,”当前绿色化学》第六卷,没有。3、226 - 241年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. l·德根那罗,p . Trinchera和r . Luisi”立体选择合成氮杂环丙烷的最新进展,“化学评论,卷114,不。16,7881 - 7929年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. 答:Mekonnen r·卡尔森:“相转移催化aziridinationα-bromo-2-cyclopenten-1-one。”四面体,卷62,不。5,852 - 856年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. j . m . Yun t . b . Sim h . s . Hahm w·k·李,周宏儒。哈,“高效合成光学纯2-acylaziridines:简单合成ofN-Boc-safingol, N-Boc-d-erythro-sphinganine, N-Boc-spisulosine从一个共同的中间,”《有机化学》杂志上,卷68,不。20日,第7680 - 7675页,2003年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. j·m·马奥尼,c . r .史密斯和j·n·约翰斯顿,“Brønsted acid-promoted烯烃aziridination formalanti-aminohydroxylation,”美国化学学会杂志》上,卷127,不。5,1354 - 1355年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. s . Fioravanti a . Morreale l . Pellacani和p . a . Tardella Aza-MIRC反应sulfonyl-activated hydroxycarbamatesα,β-difunctionalised丙烯酸酯”,欧洲有机化学杂志》上,卷2003,不。23日,ID 200300425条,4552页,2003。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. 美国k金和e·n·雅各布森,“一般的光学纯度高终端氮杂环丙烷催化合成外消旋环氧化合物,”《应用化学国际版,43卷,不。30日,第3954 - 3952页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. v . k . Aggarwal和m·费拉拉”高度的选择性aziridination亚胺在合成使用ofC-silylaziridines trimethylsilyldiazomethane和应用程序,”有机的信,卷2,不。25日,第4110 - 4107页,2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. c·j·科瓦尔斯基,a·e·韦伯.alpha和k·w·领域。”- - - - - -Keto dianion precursors via conjugate additions to cyclic .alpha.-bromo enones,”《有机化学》杂志上卷,47号26日,第5093 - 5088页,1982年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. a . Mekonnen“功能化和合成方面的应用α溴-α,β不饱和酮,”挪威特罗姆瑟Tromsø大学化学研究所,2006年博士论文。视图:谷歌学术搜索
13. j .哈根工业催化:一种实用的方法威利,德国,魏因海姆的第二版,2006年版。
14. 和k t Ooi Maruoka”,在不对称相转移催化最新进展,”《应用化学国际版,46卷,不。23日,第4266 - 4222页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. r·c·v·洛佩斯·m·d·c·f·d·奥利维拉·t·l·g·d·Lemos和m . c·d·马托斯”的研究顺序迈克尔addition-ring关闭和查耳酮乙酰乙酸乙酯的反应:季铵阳离子的影响作为相转移催化剂,”巴西化学学会杂志》上,16卷,不。5,1048 - 1053年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. s e .丹麦和r·c·温特劳布”解构奎宁。第1部分。对理解金鸡纳生物碱的显著表现在不对称相转移催化、”杂环化合物,卷82,不。2、1527 - 1540年,2011页。视图:谷歌学术搜索
17. p . a . Vivekanand >。王,“最近策略相转移催化剂在催化有机反应和由气相色谱分析,“气相色谱法的应用,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. k . Maruoka”最近的不对称相转移催化的实践方面,“研发的有机过程,12卷,不。4、679 - 697年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. j . Schorgenhumer m . Tiffner和m .是“手性相转移催化的不对称α-heterofunctionalization前手性的的亲核试剂,”Beilstein有机化学杂志》上13卷,第1769 - 1753页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. b . Olofsson和p . Somfai发散合成ofd-erythro-Sphingosine、l-threo-Sphingosine regioisomers,”《有机化学》杂志上,卷68,不。6,2514 - 2517年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. l·比伯和m . De Araujo”短和高效的合成光学活性的n-tosyl氮杂环丙烷从2-amino醇”分子,7卷,不。12日,第906 - 902页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2021马约Mekonnen,而minelik Tesfaye。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。