Tsuji asymétrique catalytique - Jinan Palladium Série Co., Ltd

Nature Communications volume 13, Numéro d'article : 2509 (2022) Citer cet article

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La benzylation catalytique asymétrique Tsuji – Trost est une stratégie prometteuse pour la préparation de composés benzyliques chiraux. Cependant, seules quelques transformations de ce type avec à la fois de bons rendements et de bonnes énantiosélectivités ont été réalisées depuis que cette réaction a été signalée pour la première fois en 1992, et son utilisation dans la synthèse organique actuelle est limitée. Dans ce travail, nous utilisons des esters d'acides aminés N-non protégés comme nucléophiles dans des réactions avec des dérivés d'alcool benzylique. Un catalyseur ternaire comprenant un aldéhyde chiral, une espèce de palladium et un acide de Lewis est utilisé pour favoriser la réaction. Les alcools benzyliques mono- et polycycliques sont d'excellents réactifs de benzylation. Divers acides aminés α-benzyl non naturels optiquement actifs sont produits avec des rendements bons à excellents et avec des énantiosélectivités bonnes à excellentes. Cette méthode asymétrique catalytique est utilisée pour la synthèse formelle de deux mimétiques de la somatostatine et la structure proposée du produit naturel hypoestestatine 1. Un mécanisme qui explique de manière plausible le contrôle stéréosélectif est proposé.

Les réactions catalytiques asymétriques d'allylation1,2,3,4,5,6,7,8,9 et de benzylation10,11,12 de Tsuji-Trost sont des stratégies importantes pour la construction énantiosélective de liaisons carbone-carbone et carbone-hétéroatome. Depuis qu'elle a été signalée pour la première fois en 197013,14, l'allylation asymétrique catalytique a fait l'objet d'études approfondies et a maintenant de nombreuses applications en synthèse organique15,16,17,18. Cependant, peu d'études sur les réactions de benzylation asymétrique catalytique ont été rapportées19,20,21,22,23,24,25,26. Ceci est probablement dû au fait que l'allylation de Tsuji – Trost se déroule via un intermédiaire stable η3-allyl – palladium, tandis que la benzylation se produit via un complexe instable η3-benzyl – palladium perturbé par l'aromaticité (Fig. 1a) 10, 11, 12. La benzylation asymétrique catalytique est donc plus difficile. En particulier, les transformations réussies de la benzylation asymétrique catalytique des nucléophiles prochiraux étaient très limitées. En 2010, Trost et Czabaniuk ont rapporté la benzylation asymétrique catalysée par le palladium de 3-aryloxindoles en oxindoles 3,3'-disubstitués chiraux avec d'excellents rendements et avec d'excellentes énantiosélectivités27. Par la suite, la benzylation asymétrique catalytique des azlactones a été rapportée par le même groupe de recherche28,29. En 2016, Tabuchi et al. ont découvert que la benzylation asymétrique catalytique des composés méthylène actifs procédait via une transformation asymétrique cinétique dynamique30. En 2018, Snaddon et ses collaborateurs ont utilisé un système catalytique combiné dérivé d'une base de Lewis chirale et d'une espèce de palladium pour la benzylation asymétrique catalytique d'esters d'acide α-aryl- ou α-alcényl-acétique31. Récemment, deux réactions de benzylation asymétrique catalytique hautement efficaces d'oxydes de sec-phosphine ont été rapportées par Zhang et Liu32 et Zhang33, respectivement (Fig. 1b). Le développement de nouvelles réactions de benzylation de type Tsuji-Trost est donc important car cela fournira de nouvelles méthodes pour la préparation de composés benzyliques optiquement actifs et permettra de nouvelles applications de cette réaction nommée en synthèse organique.

a La comparaison des réactions d'allylation et de benzylation. b Les nucléophiles prochiraux rapportés impliqués dans les réactions de benzylation asymétrique catalytique. c L'α−benzylation asymétrique catalytique directe d'esters d'acides aminés N-non protégés par un système catalytique impliquant un aldéhyde chiral (ce travail).

L'α-benzylation asymétrique catalytique directe d'acides aminés N-non protégés est l'une des méthodes les plus simples pour préparer des acides aminés α-benzyle non naturels optiquement actifs. Cependant, la forte nucléophilie du groupe amino et la faible acidité α-carbone de l'acide aminé N-non protégé rendent cette benzylation directe difficile. Jusqu'à présent, ce type de nucléophile prochiral n'a pas été utilisé dans les réactions de benzylation de Tsuji-Trost (Fig. 1b)34,35. La catalyse aldéhyde chirale basée sur l'activation de l'imine décrite par notre groupe fournit une stratégie prometteuse pour réaliser cette réaction difficile car le catalyseur aldéhyde chiral peut simultanément masquer le groupe amino et améliorer l'acidité du carbone α via la formation in situ d'une imine avec un N- groupe ester d'acide aminé non protégé36,37,38,39,40,41,42,43.

Nous rapportons ici une benzylation asymétrique catalytique directe Tsuji – Trost d'acides aminés N-non protégés. L'utilisation d'un système catalytique ternaire comprenant un aldéhyde chiral, une espèce de palladium et un acide de Lewis permet la formation des acides aminés α-benzyl optiquement actifs correspondants avec des rendements bons à excellents et avec des énantiosélectivités bonnes à excellentes (Fig. 1c). L'utilisation de cette réaction pour la synthèse d'acides aminés non naturels structurellement divers, les mimétiques de la somatostatine et le produit naturel hypoestestatine 1, et l'identification d'un mécanisme de réaction possible, sont explorées.

Notre travail a commencé par l'évaluation de la benzylation de l'alaninate d'éthyle (1a) avec le carbonate de tert-butyle (naphtalène-2-ylméthyle) (2a) en utilisant un système catalytique combiné44,45,46 constitué d'aldéhyde chiral 3h (10 mol%) , un complexe de palladium (5 mol%) et de chlorure de zinc (40 mol%) dans le toluène, avec l'aide de 1,3-bis(diphénylphosphanyl)propane (dppp, 10 mol%) comme ligand et la base 1,1 ,3,3-tétraméthylguanidine (TMG, 100 mol%). Cette réaction s'est déroulée en douceur à 60 ° C dans une atmosphère inerte pour donner le produit souhaité 5a avec un rendement de 51% et avec un excès énantiosélectif de 76% (ee) (tableau 1, entrée 1). Ces conditions ont été adoptées comme conditions standard et l'optimisation de ces conditions a été systématiquement étudiée. Tout d'abord, divers aldéhydes chiraux ont été utilisés comme catalyseurs au lieu de 3h (tableau 1, entrée 2 et tableau supplémentaire 1). Parmi les catalyseurs 3 et 4, l'aldéhyde chiral 3m a montré la capacité d'activation catalytique la plus élevée dans cette réaction, et le produit 5a a été obtenu avec le rendement le plus élevé (85 %) en 4 h. Cependant, l'énantiosélectivité était inférieure à celle obtenue avec 3h (62 % ee contre 76 % ee). L'aldéhyde chiral 4c a donné 5a avec l'énantiosélectivité la plus élevée (78% ee), mais le rendement était faible (6%). Ensuite, nous avons testé diverses sources de palladium dans cette réaction. Nous avons constaté que cette réaction est sensible à la source de palladium ; [Pd(C3H5)Cl]2 a donné les meilleurs résultats (tableau 1, entrée 3 et tableau supplémentaire 2). Les ligands, les acides de Lewis et les bases ont ensuite été criblés séquentiellement, mais aucun meilleur résultat n'a été obtenu (tableau 1, entrées 4 à 6; tableaux supplémentaires 3 à 5). Le criblage des groupes alcoxy des esters aminés 1 et des groupes partants des alcools benzyliques 2 n'a pas entraîné d'améliorations supplémentaires du rendement et de l'énantiosélectivité de 5a (tableau 1, entrées 7 et 8; tableaux supplémentaires 6 et 7). Différents solvants ont ensuite été criblés ; l'utilisation de mésitylène a amélioré le rendement à 94%, mais l'énantiosélectivité a légèrement diminué (tableau 1, entrée 9 et tableau supplémentaire 8). Le mésitylène a été utilisé comme solvant dans le criblage ultérieur des bases et des catalyseurs d'aldéhyde chiraux. Nous avons constaté que la combinaison de la base super organique tris (diméthylamino) iminophosphorane (TDMAIP) (1,4 équivalents) et du catalyseur aldéhyde chiral 3f pouvait donner 5a avec un rendement de 94% et avec un ee de 84% (tableau 1, entrée 10). L'énantiosélectivité de 5a a été encore améliorée en doublant les concentrations de réactifs (tableau 1, entrée 11). Sur la base de ces résultats, les conditions de réaction dans le tableau 1, entrée 12 ont été identifiées comme les conditions optimales et ont été utilisées dans des investigations ultérieures.

Avec les conditions de réaction optimales en main, nous avons ensuite étudié les champs d'application des substrats d'acides aminés et d'arylméthanol. Tout d'abord, divers acides aminés portant des groupes α-alkyle linéaires ont été introduits comme réactifs. Les résultats ont indiqué que les acides aminés contenant des alkyles linéaires avec un à six atomes de carbone réagissaient tous efficacement avec 2a pour donner les produits 5a à 5f avec d'excellents rendements et avec d'excellentes énantiosélectivités. Les réactivités des acides aminés avec les alkyles α-ramifiés sont fortement affectées par les effets stériques. Par exemple, le valinate d'éthyle n'a pas pu participer à cette réaction dans les conditions de réaction optimales (Fig. 2, 5g), alors que le 2-amino-2-cyclopropylacétate d'éthyle et le leucinate d'éthyle ont donné des produits correspondants avec de bons rendements et énantiosélectivités (Fig. 2 , 5h–5i). L'utilisation dans cette réaction d'esters d'acides aminés portant des groupes phényle, C=C, amino ou éther de soufre sur leurs chaînes latérales a ensuite été examinée. Tous ces esters d'acides aminés ont réagi efficacement avec 2a pour donner 5j–5o avec des rendements et des énantiosélectivités bons à excellents. L'ester éthylique d'α-phénylglycine était également un bon partenaire de réaction pour 2a, donnant le produit 5p avec un rendement de 86% et un ee de 78%. Lorsque le glutamate de diéthyle a été utilisé comme donneur dans la réaction avec 2a, une benzylation-lactamisation en tandem s'est déroulée en douceur pour donner du γ-lactame 5q avec un rendement de 67% et avec 89% d'ee. Ce type de γ-lactamines chirales a été largement utilisé comme blocs de construction dans la synthèse asymétrique de produits naturels47,48,49,50.

Conditions de réaction : 1 (0,30 mmol), 2a (0,20 mmol), 3f (0,02 mmol), dppp (0,02 mmol), [Pd(C3H5)Cl]2 (0,01 mmol), tris(diméthylamino)iminophosphorane (TDMAIP, 0,20 mmol ) et ZnCl2 (0,08 mmol) ont été agités dans du mésitylène (0,5 ml) à 60 °C sous atmosphère d'azote pendant la durée indiquée. Rendements isolés. L'excès énantiosélectif (ee) a été déterminé par HPLC. aA 80 °C.

La portée du substrat d'alcool arylméthyl polycyclique a été étudiée. Les dérivés de 2-naphtylméthanol portant des groupes donneurs d'électrons ou attracteurs d'électrons étaient de bons partenaires de réaction pour l'ester d'acide aminé 1a et ont donné les produits 6a à 6c avec d'excellents rendements et énantiosélectivités. Les dérivés de 1-naphtylméthanol ont également réagi efficacement avec 1a, mais la température de réaction requise était supérieure à celle des réactions des 2-naphtylméthanols et de 1a (Fig. 3, 6d – 6h). Cela peut être dû à l'effet stérique du groupe 1-naphtyle. Une série de dérivés azotés d'arylméthanol ont ensuite été testés. Tous ces composés ont réagi efficacement avec 1a pour donner les produits correspondants 6i–6n avec d'excellents résultats expérimentaux. Les dérivés d'arylméthanol tricycliques, tels que l'anthracène-2-ylméthanol et les carbonates de tert-butyle dérivés du phénanthrène-9-ylméthanol ont donné des produits 6o–6q avec d'excellents rendements et énantiosélectivités. L'adapalène est un médicament utilisé dans le traitement des maladies de la peau. La modification de cette molécule médicamenteuse a été obtenue par l'α-benzylation asymétrique catalytique de l'ester d'acide aminé 1a avec le carbonate de tert-butyle dérivé de l'adapalène ; 6r a été obtenu avec un rendement de 95 % et avec un ee de 88 %. Nous avons découvert que le carbonate de tert-butylbenzyle monocyclique ne pouvait pas réagir avec 1a dans les conditions de réaction optimales.

Conditions de réaction : 1a (0,30 mmol), 2 (0,20 mmol), 3f (0,02 mmol), dppp (0,02 mmol), [Pd(C3H5)Cl]2 (0,01 mmol), tris(diméthylamino)iminophosphorane (TDMAIP, 0,20 mmol ) et ZnCl2 (0,08 mmol) ont été agités dans du mésitylène (0,5 ml) à 60 °C sous atmosphère d'azote pendant la durée indiquée. Rendements isolés. L'excès énantiosélectif (ee) a été déterminé par HPLC. aA 80 °C. bRendements et ees ont été donnés par les dérivés N-Boc-protégés.

Pour élargir davantage la portée du substrat, les conditions de réaction de la réaction de benzylation asymétrique avec l'alcool benzylique monocyclique ont été étudiées (tableau 2 et tableau supplémentaire 14). Inspirés des travaux de Trost29,30, nous avons choisi le benzyl diethyl phosphate 2b comme réactif de benzylation. Comme prévu, cette réaction s'est déroulée en douceur, donnant le produit souhaité 7a avec un rendement de 26 % et un ee de 75 % (tableau 2, entrée 1). L'introduction du ligand chiral L1 a considérablement amélioré le rendement de 7a (tableau 2, entrée 2). Ensuite, la relation d'appariement entre l'aldéhyde chiral et le ligand a été étudiée. Les résultats ont indiqué que la combinaison d'aldéhyde chiral 3f et de ligand (R) -L1 convenait à cette réaction (tableau 2, entrée 3 vs entrée 4). Après avoir remplacé le réactif 1a par 1b, le produit 7b a été généré avec un rendement de 83 % et un ee de 95 % (tableau 2, entrée 5). Pour la réaction de 1b et 2b, l'utilisation d'un seul catalyseur chiral, soit avec l'aldéhyde chiral 3f, soit avec le ligand chiral (R) -L1, n'a pas pu donner de résultats expérimentaux satisfaisants (tableau 2, entrées 6–7). Selon ces résultats, les conditions de réaction optimales pour l'α-benzylation asymétrique catalytique d'acides aminés N-non protégés avec des alcools benzyliques monocycliques ont été déterminées.

Avec ces conditions de réaction optimales répertoriées dans le tableau 2, entrée 5, les étendues de substrat correspondantes ont été étudiées. Les résultats ont indiqué que divers phosphates de benzyle monocycliques portant un substituant ortho, méta ou para étaient de bons accepteurs pour cette réaction (Fig. 4, 7c – 7k). Les phosphates de benzyle ayant deux substituants sur le cycle phényle ont également participé à ce puits de réaction (Fig. 4, 7l–7m). Le phosphate dérivé de thiophén-3-ylméthanol pourrait donner le produit 7n avec un rendement de 80 % et un ee de 96 %. Ensuite, cinq esters tert-butyliques dérivés d'acides aminés ont été testés. Tous ont donné des produits correspondants avec des rendements élevés et d'excellentes énantiosélectivités (Fig. 4, 7o–7s). Ainsi, les dérivés d'alcool benzylique poly- et monocyclique ont été introduits avec succès en tant que réactifs de benzylation.

Conditions de réaction : 1 (0,30 mmol), 2 (0,20 mmol), 3f (0,02 mmol), (R)-L1 (0,02 mmol), [Pd(C3H5)Cl]2 (0,01 mmol), tris(diméthylamino)iminophosphorane ( TDMAIP, 0,28 mmol) et ZnCl2 (0,08 mmol) ont été agités dans du mésitylène (0,5 ml) à 60 °C sous atmosphère d'azote pendant la durée indiquée. Rendements isolés. L'excès énantiosélectif (ee) a été déterminé par HPLC. Les valeurs aEe ont été données par les dérivés protégés par N-Cbz. bAvec 10 % en moles de palladium, 20 % en moles de (R)-L1 et à 80 °C.

Les composés 11a et 11b sont des mimétiques du facteur inhibiteur de la libération de la somatotropine (SRIF) avec des valeurs IC50 de 2,44 et 1,27 μM, respectivement, pour le récepteur de la somatostatine hsst 551. L'ester d'acide aminé chiral 10, qui porte un groupe aldéhyde, est l'un des principaux composants chiraux. blocs pour la synthèse de ces deux mimétiques SRIF. Dix étapes sont impliquées dans la préparation rapportée de 10 à partir des acides aminés correspondants. Nous avons envisagé que ce synthon chiral puisse être obtenu à partir de l'ester d'acide aminé 8 par protection séquentielle et clivage oxydatif. Nous avons choisi l'ester d'acide aminé 1b comme donneur dans les réactions avec les dérivés de naphtalèneméthanol 2a et 2b dans les conditions de réaction optimales. Comme prévu, les produits 8a et 8b ont été générés avec de bons rendements et avec de bonnes énantiosélectivités. Après protection du groupe amino en 7 avec Cbz, un clivage oxydatif des liaisons C=C a été réalisé. Les esters d'acides aminés chiraux 9a et 9b ont été obtenus en trois étapes et peuvent être utilisés pour la synthèse formelle des mimétiques SRIF 10a et 10b (Fig. 5a).

a L'analyse rétrosynthétique et la synthèse formelle des mimétiques du facteur inhibiteur de la libération de somatotropine (SRIF). b L'analyse rétrosynthétique et la synthèse formelle de (S)-hypoestestatine 1. TDMAIP tris(dimethylamino)iminophosphorane.

Les alcaloïdes 13a-méthylphénanthroindolizidine sont des membres importants de la famille des alcaloïdes phénanthroindolizidine52,53,54,55,56. Ces alcaloïdes montrent un large éventail d'activités biologiques. Parmi eux, quatre composés, dont l'un est l'hypoestestatine 1, ont le même squelette central de phénanthroindolizidine ; leurs structures diffèrent en termes de substituants sur le cycle phénanthrène. Les travaux de Wang ont indiqué que l'hypoestestatine 1 peut être préparée à partir de l'ester d'acide aminé α-phénanthryl chiral 1357,58. Nous avons envisagé que ce synthon chiral puisse être obtenu à partir de γ-lactame 12 par réduction sélective. Les résultats obtenus pour les produits 5q montrent que 12 peut être généré par la réaction de benzylation asymétrique du diméthylglutamate et d'un carbonate dérivé d'un phénanthrylméthanol substitué. Sur la base de cette analyse rétrosynthétique, nous avons commencé à explorer de nouvelles voies de synthèse vers la structure moléculaire proposée de l'hypoestestatine 1. Dans les conditions de réaction optimales, 1c et 2c ont réagi en douceur pour donner du γ-lactame 12 avec un rendement de 65 % et avec 86 % d'ee. . La réduction sélective du groupe amide de 12 a donné le synthon chiral souhaité 13 avec un rendement de 62 % et avec un ee de 85 %. Selon une procédure rapportée, l'hypoestestatine 1 peut être synthétisée à partir de 13 en quatre étapes (Fig. 5b)57. Le produit naturel cible pourrait donc être obtenu en six étapes au total. Cette stratégie pourrait être potentiellement utilisée pour synthétiser trois autres produits naturels, comme le montre la figure 5b.

Le mécanisme de réaction possible a ensuite été étudié. Généralement, le catalyseur d'aldéhyde chiral génère un énolate actif via la formation et la déprotonation séquentielles d'une base de Schiff, et le catalyseur au palladium génère un électrophile actif par addition oxydante. La question clé est l'identification de l'état de transition impliqué dans cette réaction. Cela a été clarifié en réalisant diverses expériences de contrôle (Fig. 6a). Dans les conditions de réaction optimales, l'aldéhyde chiral 3a a donné le produit 5a avec un rendement de 85 % et avec un ee de 73 %. En l'absence de l'acide de Lewis ZnCl2, le rendement et l'énantiosélectivité de 5a ont diminué. Ceci indique la formation possible d'un complexe de base Zn2+–Schiff au cours de la réaction. Deux aldéhydes chiraux modifiés ont ensuite été utilisés comme catalyseurs. Nous avons constaté que l'aldéhyde chiral 3o ne favorisait pas efficacement cette réaction. L'aldéhyde chiral 3p a donné le produit 5a avec un rendement de 80 %, mais le ee n'était que de 27 %. Les résultats de ces deux expériences de contrôle indiquent que le groupe 2'-hydroxyle dans les aldéhydes chiraux 3 est crucial pour cette réaction. Nous avons envisagé que le groupe 2'-hydroxyle dans le catalyseur d'aldéhyde chiral agisse comme un site de coordination avec un complexe η3-benzyl-palladium actif (E+). La relation linéaire entre les valeurs ee de 3f et celles du produit 5a indiquait qu'une molécule de catalyseur d'aldéhyde chiral participait au modèle de contrôle stéréosélectif. De plus, nous avons trouvé que la base de Schiff I était un catalyseur efficace et produisait 5a avec un rendement de 90% et un ee de 89%, ce qui indiquait qu'un processus d'échange d'amine possible existait dans le cycle catalytique. Sur la base de ces résultats, un état de transition TS et d'éventuels cycles catalytiques ont été proposés (Fig. 6b). Dans cet état de transition, la face Si de l'énolate subit une attaque électrophile intramoléculaire pour donner la base de Schiff V de manière énantiosélective. Enfin, le cycle catalytique de l'aldéhyde chiral est complété par hydrolyse ou échange d'amine et le cycle catalytique du palladium est complété par élimination réductrice (Fig. 6b).

a Expériences de contrôle et étude des effets non linéaires. b Cycles catalytiques proposés. c Intermédiaire clé détecté par HRMS. TDMAIP tris(diméthylamino)iminophosphorane.

Les intermédiaires clés impliqués dans ce mécanisme de réaction proposé ont ensuite été vérifiés par HRMS avec le mode ion négatif (Fig. 6c et Fig. 2 à 6 supplémentaires). Les bases de Schiff I (m/z = 484,1966, M–H) et VII (m/z = 624,2575, M–H) ont pu être observées directement dans le système réactionnel. Bien que nous n'ayons pas pu trouver directement les intermédiaires clés II et V, trois fragments dérivés de ceux-ci ont été observés et confirmés en comparant leur distribution isotopique avec des données théoriques. Avec la dissociation de l'éthyle, des fragments ioniques III (m/z = 554,0551, M) et VI (m/z = 694,1142, M) ont été générés à partir des intermédiaires II et V, respectivement. C'était parce que les intermédiaires II et V n'étaient pas assez stables pour la détection HRMS; avec l'activation de l'acide de Lewis ZnCl2, la liaison C – O de l'éthoxy a été facilement dissociée par l'impact électronique de la source ESI. En conséquence, des fragments ioniques stables III et VI ont été générés. Un intermédiaire neutre IV (m / z = 518, 0749, M – H), qui a très probablement été généré à partir du fragment III avec la dissociation d'un Cl-, a également été détecté par HRMS. Toutes les distributions isotopiques de III, IV et VI suivaient les données théoriques (Fig. 3 à 5 supplémentaires). L'existence des fragments III, IV et VI a confirmé la formation des complexes base de Schiff-Zn II et V dans cette réaction.

Dans ce travail, nous avons développé une réaction d'α-benzylation asymétrique très efficace d'acides aminés N-non protégés et d'arylméthanols. La réaction est favorisée par une combinaison de systèmes catalytiques, à savoir un aldéhyde chiral, une espèce de palladium et un acide de Lewis. Divers acides aminés α-benzyl chiraux sont produits avec des rendements élevés à excellents et avec des énantiosélectivités élevées à excellentes. Cette stratégie peut être facilement utilisée dans la préparation de mimétiques SRIF et la synthèse formelle du produit naturel (S)-hypoestestatine 1. Sur la base des résultats des expériences de contrôle et de l'étude des effets non linéaires, un mécanisme de réaction raisonnable est proposé. Les intermédiaires clés impliqués dans le cycle catalytique de l'aldéhyde chiral sont confirmés par détection HRMS.

A un flacon de 10 ml chargé de [Pd(C3H5)Cl]2 (3,6 mg, 0,01 mmol) et de ligand (dppp ou R-L1) (0,02 mmol) a été ajouté 0,5 ml de mésitylène, et le mélange a été agité sous atmosphère d'azote à température ambiante pendant 30 min. Ensuite, l'ester d'acide aminé éthylique 1 (0,3 mmol), le dérivé d'alcool benzylique 2 (0,2 mmol), l'aldéhyde chiral 3f (7,7 mg, 0,02 mmol), le ZnCl2 (10,9 mg, 0,08 mmol) et le TDMAIP (50,9 µL, 0,28 mmol) ont été ajoutée. Le mélange a été agité en continu à la température de réaction indiquée sous une atmosphère d'azote. Une fois la réaction terminée, le solvant a été éliminé par évaporation rotative et le résidu a été purifié par colonne de chromatographie flash sur gel de silice (éluant : éther de pétrole/acétate d'éthyle/triéthylamine = 200/100/3). Les détails des expériences complètes et des caractérisations des composés sont fournis dans les informations supplémentaires.

Les auteurs déclarent que toutes les autres données à l'appui des conclusions de cette étude sont disponibles dans l'article et son fichier d'informations supplémentaires.

Tsuji, J. Dawn de la chimie des organopalladium au début des années 1960 et un aperçu rétrospectif de la recherche sur les réactions catalysées par le palladium. Tétraèdre 71, 6330–6348 (2015).

Article CAS Google Scholar

Trost, BM Metal catalysed allylic alkylation : son développement dans les laboratoires Trost. Tétraèdre 71, 5708–5733 (2015).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Weaver, JD, Recio, A. III, Grenning, AJ & Tunge, JA Réactions d'allylation et de benzylation décarboxylées catalysées par un métal de transition. Chim. Rév. 111, 1846–1913 (2011).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Trost, BM, Machacek, MR & Aponick, AP Prédiction de la stéréochimie des réactions d'alkylation allylique asymétrique catalysées au palladium à base d'acide diphénylphosphinobenzoïque (DPPBA) : un modèle de travail. Acc. Chim. Rés. 39, 747–760 (2006).

Article CAS PubMed Google Scholar

Trost, BM & VanVranken, DL Alkylations allyliques catalysées par des métaux de transition asymétriques. Chim. Rev.96, 395–422 (1996).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wu, G., Wu, J.-R., Huang, Y. & Yang, Y.-W. Synthèse énantiosélective de stéréocentres de carbone quaternaire par alkylation allylique asymétrique : une revue. Chim. Asian J. 16, 1864–1877 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Tian, F., Zhang, J., Yang, W. et Deng, W. Progrès dans les réactions de substitution allylique asymétrique catalysées par l'iridium via une catalyse synergique. Menton. J. Org. Chim. 40, 3262–3278 (2020).

Article CAS Google Scholar

Ma, X., Yu, J., Wang, Z., Zhang, Y. et Zhou, Q. Activation efficace des alcools allyliques dans les réactions de substitution allylique catalysées par Pd. Menton. J. Org. Chim. 40, 2669-2677 (2020).

Article CAS Google Scholar

Noreen, S. et al. Nouveaux ligands chiraux pour l'alkylation allylique asymétrique catalysée par le palladium/la réaction asymétrique de Tsuji-Trost : une revue. Courant. Org. Chim. 23, 1168-1213 (2019).

Article CAS Google Scholar

Le Bras, J. & Muzart, J. Production de liaisons Csp(3)-Csp(3) par des réactions de type Tsuji-Trost catalysées au palladium de substrats (hétéro)benzyliques. EUR. J. Org. Chim. 15, 2565-2593 (2016).

Article CAS Google Scholar

Trost, BM & Czabaniuk, LC Structure et réactivité des complexes de métaux de transition tardifs η3‐Benzyl. Angew. Chim. Int. Éd. 53, 2826–2851 (2014).

Article CAS Google Scholar

Kuwano, R. Transformations catalytiques des carboxylates et carbonates benzyliques. Synth.-Stuttg. 7, 1049-1061 (2009).

Article CAS Google Scholar

Tsuji, J., Takahashi, H. & Morikawa, M. Synthèses organiques au moyen de composés de métaux nobles XVII. Réaction du chlorure de π-allylpalladium avec des nucléophiles. Tétraèdre Lett. 49, 4387 (1965).

Article Google Scholar

Trost, BM & Fullerton, TJ Nouvelles réactions synthétiques. alkylation allylique. Confiture. Chim. Soc. 95, 292–294 (1973).

Article CAS Google Scholar

Mohammadkhani, L. & Heravi, MM Applications de la substitution allylique asymétrique catalysée par un métal de transition dans la synthèse totale de produits naturels : une mise à jour. Chim. Rec. 21, 29–68 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Liu, Y., Oble, J., Pradal, A. & Poli, G. Annulations de dominos catalytiques par la chimie du η3-allylpalladium : une histoire sans fin. EUR. J.Inorg. Chim. 2020, 942–961 (2020).

Trost, BM & Kalnmals, CA Réactions d'alkylation allylique annulative entre électrophiles doubles et nucléophiles doubles : applications dans la synthèse de molécules complexes. Chim. EUR. J. 26, 1906-1921 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

Trost, BM & Crawley, ML Alkylations allyliques catalysées par un métal de transition asymétrique: applications en synthèse totale. Chim. Rév. 103, 2921–2944 (2003).

Article CAS PubMed Google Scholar

Legros, J.-Y., Toffano, M. & Fiaud, J.-C. Substitution nucléophile catalysée au palladium asymétrique d'esters 1-naphtyléthyl racémiques. Tétraèdre.: Asymétrie 6, 1899–1902 (1995).

Article CAS Google Scholar

Legros, J.-Y., Boutros, A., Fiaud, J.-C. & Toffano, M. Substitution nucléophile asymétrique catalysée au palladium de l'acétate de 1-(2-naphtyl)éthyle par l'anion malonate de diméthyle. J. Mol. Catal. A 196, 21–25 (2003).

Article CAS Google Scholar

Assié, M., Legros, J.-Y. & Fiaud, J.-C. Substitution nucléophile benzylique catalysée au palladium asymétrique : énantiosélectivité élevée avec les ligands de la famille DUPHOS. Tétraèdre. : Asymétrie 16, 1183–1187 (2005).

Article CAS Google Scholar

Assié, M., Meddour, A., Fiaud, J.-C. & Legros, J.-Y. Enantiodivergence dans l'alkylation de l'acétate de 1-(6-méthoxynapht-2-yl)éthyle par le diméthylmalonate de potassium catalysée par le complexe chiral palladium-DUPHOS. Tétraèdre. : Asymétrie 21, 1701–1708 (2010).

Article CAS Google Scholar

Najib, A., Hirano, K. & Miura, M. Substitution benzylique asymétrique catalysée au palladium de carbonates de benzyle secondaires par des nucléophiles d'azote et d'oxygène. Org. Lett. 19, 2438-2441 (2017).

Article CAS PubMed Google Scholar

Matsude, A., Hirano, K. & Miura, M. Phosphorylation benzylique catalysée par le palladium de carbonates de diarylméthyle. Org. Lett. 20, 3553–3556 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Najib, A., Hirano, K. & Miura, M. Synthèse asymétrique de diarylméthylsulfones par substitution benzylique énantiosélective catalysée au palladium: un effet remarquable de l'eau. Chim. EUR. J. 24, 6525–6529 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Shen, X., Qian, L. & Yu, S. Alcoylation énantiosélective photorédox/palladium cocatalysée de carbonates de benzyle secondaires avec des 4-alkyl-1,4-dihydropyridines. Sci. Chine Chim. 63, 687–691 (2020).

Article CAS Google Scholar

Trost, BM & Czabaniuk, LC Benzylation asymétrique catalysée au palladium de 3-aryl oxindoles. Confiture. Chim. Soc. 132, 15534–15536 (2010).

Article CAS PubMed Google Scholar

Trost, BM & Czabaniuk, LC Phosphates benzyliques en tant qu'électrophiles dans la benzylation asymétrique catalysée au palladium des azlactones. Confiture. Chim. Soc. 134, 5778–5781 (2012).

Article CAS PubMed Google Scholar

Trost, BM & Czabaniuk, LC Benzylation asymétrique catalysée par le palladium des azlactones. Chim. EUR. J. 19, 15210-15218 (2013).

Article CAS PubMed Google Scholar

Tabuchi, S., Hirano, K. & Miura, M. Alkylation benzylique asymétrique catalysée par le palladium de composés méthylène actifs avec des carbonates et pivalates d'α-naphtylbenzyle. Angew. Chim. Int. Éd. 55, 6973–6977 (2016).

Article CAS Google Scholar

Schwarz, KJ, Yang, C., Fyfe, JWB & Snaddon, TN α-benzylation énantiosélective d'esters acycliques à l'aide d'électrophiles étendus π. Angew. Chim. Int. Éd. 57, 12102–12105 (2018).

Article CAS Google Scholar

Dai, Q., Liu, L. & Zhang, JL Résolution cinétique catalysée par le palladium/Xiao-phos des sec-phosphineoxydes par P-benzylation. Angew. Chim. Int. Éd. 60, 27247–27252 (2021).

Article CAS Google Scholar

Cai, WQ, Wei, Q. & Zhang, QW Benzylation énantiosélective catalysée par Ni d'oxyde de phosphine secondaire. Org. Lett. 24, 1258-1262 (2022).

Article CAS PubMed Google Scholar

Peng, Y. et al. Benzylation asymétrique cocatalysée au nickel/cuivre d'esters d'aldimine pour la synthèse énantiosélective d'acides aminés α-quaternaires. Angew. Chim. Int. Éd. https://doi.org/10.1002/anie.202203448 (2022).

Chang, X., Ran, J.-D., Liu, X.-T. & Wang, C.-J. Benzylation asymétrique catalytique des ylures d'azométhine activée par une catalyse synergique acide de Lewis / palladium. Org. Lett. 24, 2573-2578 (2022).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wang, Q., Gu, Q. & You, S.-L. Catalyse carbonyle énantiosélective activée par des aldéhydes chiraux. Angew. Chim. Int. Éd. 58, 6818–6825 (2019).

Article CAS Google Scholar

Chen, JF, Liu, YE, Gong, X., Shi, LM et Zhao, BG Catalyseurs biomimétiques chiraux de pyridoxal et de pyridoxamine. Menton. J. Chem. 37, 103-112 (2019).

CAS Google Scholar

Xu, B. et al. α-alkylation directe asymétrique catalytique d'esters aminés par des aldéhydes via l'activation de l'imine. Chim. Sci. 5, 1988–1991 (2014).

Article CAS Google Scholar

Chen, J. et al. La catalyse carbonyle permet une réaction de Mannich asymétrique biomimétique. Sciences 360, 1438-1442 (2018).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Wen, W. et al. Catalyse aldéhydique chirale pour l'activation asymétrique catalytique des esters de glycine. Confiture. Chim. Soc. 140, 9774–9780 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wen, W. et al. Catalyse aldéhyde chirale diastéréodivergente pour l'addition 1,6-conjuguée asymétrique et les réactions de Mannich. Nat. Commun. 11, 5372 (2020).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chen, L., Luo, M.-J., Zhu, F., Wen, W. & Guo, Q.-X. Combinaison de la catalyse aldéhyde chirale et de la catalyse des métaux de transition pour l'alkylation α-allylique énantiosélective des esters d'acides aminés. Confiture. Chim. Soc. 141, 5159–5164 (2019).

Article CAS PubMed Google Scholar

Zhu, F. et al. Alkylation α‑allylique asymétrique catalytique directe d'aza-arylméthylamines par un système de catalyse ternaire impliquant un aldéhyde chiral. Org. Lett. 23, 1463-1467 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Chen, DF, Han, ZY, Zhou, XL & Gong, LZ Organocatalyse asymétrique combinée à une catalyse métallique : concept, preuve de concept et au-delà. Acc. Chim. Rés. 47, 2365-2377 (2014).

Article CAS PubMed Google Scholar

Han, ZY & Gong, LZ Catalyse combinée organo/palladium asymétrique. Programme. Chim. 30, 505–512 (2018).

CAS Google Scholar

Wang, PS, Chen, DF & Gong, LZ Progrès récents dans la catalyse à relais asymétrique du complexe métallique avec l'acide phosphorique chiral. Haut. Courant. Chim. 378, 9 (2020).

Article CAS Google Scholar

Stathakis, CI, Yioti, EG & Gallos, JK Synthèses totales de l'acide (-)-α-kaïnique. EUR. J. Org. Chim. 2012, 4661–4673 (2012).

Clayden, J., Read, B. & Hebditch, KR Chimie de l'acide domoïque, des acides isodomoïques et de leurs analogues. Tétraèdre 61, 5713–5724 (2005).

Article CAS Google Scholar

Panday, SK, Prasad, J. & Dikshit, DK Acide pyroglutamique : un synthon chiral unique. Tétraèdre. : Asymétrie 20, 1581–1632 (2009).

Article CAS Google Scholar

Najera, C. & Yus, M. Acide pyroglutamique : un élément constitutif polyvalent dans la synthèse asymétrique. Tetrahedron. : Asymétrie 10, 2245–2303 (1999).

Article CAS Google Scholar

Smith, AB III et al. Conception, synthèse et affinités de liaison des mimétiques de la somatostatine à base de pyrrolinone. Org. Lett. 7, 399-402 (2005).

Article CAS PubMed Google Scholar

Yan, CC, Dong, JY, Liu, YX, Li, YQ & Wang, QM Conception ciblée, synthèse, activité antivirale et SAR de dérivés d'alcaloïdes de phénanthroindolizidine substitués en 9. J. Agric. Chimie alimentaire. 69, 7565–7571 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Jia, XH, Zhao, HX, Du, CL, Tang, WZ et Wang, XJ Des applications pharmaceutiques possibles peuvent être développées à partir d'alcaloïdes naturels de phénanthroindolizidine et de phénanthroquinolizidine. Phytochimie Rév. 20, 845–868 (2021).

Article CAS Google Scholar

Jo, YI, Burke, MD & Cheon, CH Synthèses modulaires de produits naturels à base de phénanthroindolizidine. Org. Lett. 21, 4201–4204 (2019).

Article CAS PubMed Google Scholar

Liu, GQ, Reimann, M. & Opatz, T. Synthèse totale d'alcaloïdes de phénanthroindolizidine en combinant l'iodoaminocyclisation avec la cyclisation radicalaire. J. Org. Chim. 81, 6124–6148 (2016).

Google Scholar

Shimada, K. et al. Une synthèse efficace du noyau de phénanthroindolizidine via la réaction hétéro Diels-Alder d'alpha-allénylchalcogénocétènes générés in situ avec des imines cycliques. Nat. Prod. Commun. 14, 1–13 (2019).

Annonces Google Scholar

Su, B., Cai, CL & Wang, QM Approche énantiosélective des alcaloïdes 13a-méthylphénanthroindolizidine. J. Org. Chim. 77, 7981–7987 (2012).

Article CAS PubMed Google Scholar

Su, B., Cai, CL, Deng, M. & Wang, QM La configuration spatiale et la conception tridimensionnelle dirigée par la conformation, la synthèse, l'activité antivirale et les relations structure-activité des analogues de la phénanthroindolizidine. J. Agric. Chimie alimentaire. 64, 2039-2045 (2016).

Article CAS PubMed Google Scholar

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Laboratoire clé de chimie appliquée de la municipalité de Chongqing et Laboratoire clé de Chongqing sur la chimie des matériaux mous et la fabrication de fonctions, École de chimie et de génie chimique, Université du Sud-Ouest, 400715, Chongqing, Chine

Jian-Hua Liu, Wei Wen, Jian Liao, Qi-Wen Shen, Yao Lin, Zhu-Lian Wu, Tian Cai et Qi-Xiang Guo

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WW et GQX ont conçu ce projet. LJH, LJ, SQW et LY ont réalisé les expériences. WZL et CT ont effectué l'analyse HRMS. GQX a écrit le manuscrit. Tous les auteurs ont discuté des résultats.

Correspondance à Wei Wen ou Qi-Xiang Guo.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Nature Communications remercie les évaluateurs anonymes pour leur contribution à l'évaluation par les pairs de ce travail. Les rapports des pairs examinateurs sont disponibles.

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Réimpressions et autorisations

Liu, JH., Wen, W., Liao, J. et al. Réaction catalytique asymétrique de Tsuji – Trost α−benzylation d'acides aminés N-non protégés et de dérivés d'alcool benzylique. Nat Commun 13, 2509 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-30277-9

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Reçu : 27 janvier 2022

Accepté : 20 avril 2022

Publié: 06 mai 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-022-30277-9

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