手性双氧化吲哚螺四氢吡咯骨架的催化不对称构建

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摘要：我们实现了靛红衍生的甲亚胺叶立德和3-位烯基化的氧化吲哚的催化不对称1,3-偶极环加成反应，对映选择性地构建3,3′-吡咯双螺环氧化吲哚骨架。该反应不仅高效、高立体选择性地（up to 99% yield, >95:5 dr, 92% ee）得到了包含三个连续手性中心、两个季碳中心的双螺环氧化吲哚衍生物，也为利用催化不对称1,3-偶极环加成反应构建含有多手性中心和刚性较强的双螺环氧化吲哚骨架提供了一个很好的范例。49309

毕业论文关键词：甲亚胺叶立德、1,3-偶极环加成反应、双螺环氧化吲哚骨架

Catalytic Asymmetric Construction of A Chiral 3,3′-Pyrrolidinyldispirooxindole Framework

Abstract: The first catalytic enantioselective construction of a 3,3′-pyrrolidinyldispirooxindole scaffold has been established via organocatalytic asymmetric 1,3-dipolar cyclo-additions of isatin-derived azomethine ylides with methyl-eneindolinones, which afforded structurally complex bis-spirooxindoles containing three contiguous and two quater-nary stereogenic centers in generally high yields (up to 99%) and excellent diastereo- and enantioselectivities (up to >95:5dr, 92% ee). This reaction also provides a good example for the application of catalytic asymmetric 1,3-dipolar cycloadditions in constructing enantioenriched bis-spirooxindole frameworks with structural complexity and rigidity.

Keyword: azomethineylide; 1,3-dipolar cycloaddition; dispirooxindole scaffold

前言

螺环氧化吲哚骨架广泛地存在于许多天然生物碱和生物活性分子中[1-2]。3,3′-吡咯双螺环氧化吲哚骨架作为一种重要的螺环氧化吲哚骨架,存在于许多天然产物中。例如，(−)-horsfiline和(−)-spirotryprostatin A （图1）。更重要的是，3,3′-吡咯双螺环氧化吲哚衍生物（化合物Ⅰ-Ⅲ）展现出突出的生物活性，如抗癌、抗真菌和抗菌活性。所以构建这类双螺环氧化吲哚骨架具有重大的意义[3],特别是以催化不对称的形式来合成这类化合物显得尤为重要。

一些含有3,3′-吡咯螺氧化吲哚骨架的天然产物和生物活性分子

然而，通过文献调研，我们发现前人的研究主要集中于双螺环化合物的非手性合成[4],该类双螺环化合物的手性合成一直没有取得突破[5]。我们分析，主要归因于构建含有至少两个手性季碳中心的刚性双螺环骨架具有较大的挑战性。最近，Chen，Yang课题组和Shi课题组开发了利用L-脯氨酸为起始原料构建手性3,3'-吡咯烷双螺环氧化吲哚骨架（eq. 1）。尽管有这些开创性的报道，以不对称催化的形式实现该类双螺环氧化吲哚化合物的合成仍然没有取得突破。所以，通过催化不对称反应来对映选择性地构建双螺环氧化吲哚骨架的策略亟待开发。

不对称构建手性吡咯骨架的最有效的方法，一般是利用手性路易斯酸[6]或手性有机小分子[7]催化的甲亚胺叶立德参与的不对称的1,3-偶极环加成反应[8]来实现。尤其是手性磷酸[9]（CPA）催化的缺电子烯烃或炔烃与靛红衍生的甲亚胺叶立德的不对称1,3-偶极环加成反应已被证明是构建吡咯螺氧化吲哚骨架的有效方法[10]。然而,这一策略还没被用于双螺环氧化吲哚骨架的构建上，由此可见利用催化不对称1,3-偶极环加成反应来构建该类骨架仍然存在巨大的挑战。,源)自(优尔+文=论]文]网[www.youerw.com为了应对这一挑战，我们设计了靛红衍生的甲亚胺叶立德与亚甲基吲哚酮的不对称1,3-偶极环加成反应来对映选择性构建3,3'-吡咯螺双氧化吲哚骨架（eq. 2）。基于我们以往在CPA催化反应中积累的经验[11]，我们设想，以这两种不同的靛红衍生物作为起始原料，通过手性磷酸与底物和中间体的氢键作用，能够立体选择性地构建3,3'-吡咯螺双氧化吲哚骨架（图2）。