有机催化不对称Robinson环化反应构建手性环己烯酮骨架

Compounds containing chiral cyclohexenone skeleton are versatile building blocks for the synthesis of a large number of natural products and bioactive compounds. Construction of chiral cyclohexenone skeleton from chiral substrates is limited by the structures and sources of chiral substrates. Asymmetric Robinson annulations offer a high efficient methodology to synthesize the chiral cyclohexenone skeleton. However, this type of annulations is limited in the reactions between 1,3-dicarbonyl compounds and enals / enones or the reactions between aldehydes and enals / enones. Due to the abundant sources, low cost, and stable properties of ketones, construction of chiral cyclohexenone skeleton via asymmetric Robinson annulation between ketones and enals / enones is of most importance. Authors have a high motivation to develop a "mono catalyst-bifunction or two catalysts-dual function" catalytic system that can activate both reactants and effect the Robinson annulation with excellent efficiency and stereoselectivity. In this catalytic system, the chiral amine is employed to activate ketone via enamine and the chiral amine or chiral thiourea is supposed to activate enal / enone via imine salt or the hydrogen bond, respectively. As a result, both ketone and enal /enone are activated, which leads to a high efficient and enantioselective Robinson annulation. Importantly, this step economy strategy has the advantages of brief procedure, high atom economy, enviroment friendly and easy to operate.

含有手性环己烯酮骨架的化合物是合成多环萜烯、类固醇等大量天然产物和许多具有生理活性化合物的关键手性砌块。以手性化合物为原料来构建手性环己烯酮骨架受限于手性化合物的结构和来源。不对称Robinson型环化反应可以高效构建手性环己烯酮骨架。目前该类Robinson型环化反应局限于1，3-二羰基化合物与烯醛或烯酮、醛与烯酮之间的反应。 酮类化合物具有来源广、价格低、性质稳定、易存放等特点，申请人拟对酮与烯醛和烯酮的不对称Robinson型环化反应构建手性环己烯酮骨架进行研究。采用单催化剂双催化模式或双催化剂双催化模式：手性胺与酮形成烯胺活化酮、手性胺与烯醛或烯酮形成亚胺盐活化烯醛或烯酮（或手性硫脲与烯醛或烯酮形成氢键络合物活化烯醛或烯酮），实现酮与烯醛或烯酮之间的不对称Robinson型环化反应、高效构建手性环己烯酮骨架。该合成路线短，原子经济性高，污染小，符合"绿色低碳，节能减排"环保要求。

手性环己烯酮、多取代环己烷通常是多环萜烯、类固醇等大量天然产物和许多具有生理活性化合物的关键结构单元。通过本项目，开发了多种构建环己烯酮、多取代环己烷等六元碳环的合成策略。.（1）由酮构建环己烯酮骨架：丙酮和芳香醛的串联环化反应得到3-甲基-5-芳基-2-环己烯酮，收率47-88%；炔酮与靛红的Aldol反应可以制备3-取代-3-羟基氧化吲哚类衍生物，收率83-99%；后经分子内环化可得到含有杂原子的环己烯酮骨架。.（2）由γ-硝基酮与α,β-不饱和酮的串联环化反应构建多取代的环己烷衍生物：使用四丁基碘化铵作为相转移催化剂，可得到外消旋的具有连续4个手性中心的环己烷衍生物，收率57-94%，非对映选择性 >95；使用叔胺-硫脲催化剂，可以得到具有连续4个手性中心的环己烷衍生物，收率51-91%，对映选择性81-93%，非对映选择性 > 20:1；使用伯胺-硫脲催化剂，则得到了含有两对连续两个手性中心的环己烷衍生物，收率29-92%，对映选择性89-94%，非对映选择性 > 20:1；相转移催化的手性γ-硝基酮与查尔酮的串联环化反应得到具有连续5个手性中心的环己烷衍生物，收率40-71%, 对映选择性90-98%，非对映选择性>20:1。.（3）由1,3-茚二酮构建六元环骨架：2-芳基亚甲基-1,3-茚二酮与γ-硝基醛合成了含有环己烷骨架的螺环化合物，收率61-84%，对映选择性66-90%，非对映选择性 > 20:1。.（4）由羟基内酰胺构建手性六元环骨架：手性磷酸催化异吲哚-β-咔啉衍生的羟基内酰胺与吲哚之间的Friedel–Crafts反应，得到手性异吲哚-β-咔啉衍生物，收率32-99%，对映选择性70->99%。.（5）由甲苯衍生物构建手性六元环骨架： 2-甲基-3,5-二硝基苯甲醛与1,1,1-三氟-4-芳基-3-丁烯-2-酮的串联环化反应得到3,4-二氢异香豆素类化合物，收率42-85%，对映选择性67-92%。.这些合成策略合成路线短、原子经济性高、污染小、符合“绿色低碳，节能减排”的环保要求。