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Schmidt反应主要应用于含氮杂环和生物碱的构建中。1992年Pearson实现了分子内的Schmidt反应,涉及到C-N键1,2-迁移过程。但是在图B中,因为没有生成螺环的氨基重氮盐中间体,导致C-N键1,2-迁移失去立体选择性,得到的产物消旋。有趣的是,当使用手性的叠氮醇与4-取代的环己酮反应时,得到了立体专一的产物(图C)。本文,伯尔尼大学的Philippe Renaud课题组发表了在不需要酸化的条件下,利用手性叠氮醇实现分子内的Schmidt反应,得到立体专一的产物。


J.Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10183 – 10194



作者对不同的还原剂进行了筛选,使用DIBAL进行还原时,以98%的分离收率得到了很高的反式加成的产物。在理论计算中,折叠式构象的中间体能量要高于扩展构象。6im+被DIBAL还原的过程中,TS-anti的能量比TS-syn更低,所以更易从凸面反式加成。




当C1位存在一个OTBS取代再进行Schmidt反应,会出现一个新的立体中心。从计算可知,trans-8im+能量更低,接着氢原子相对于苯基进行顺式加成,相对于OTBS基团时反式加成。并且,OTBS基团在这一体系中可以作为导向基团使三氟甲磺酸阴离子处于亚胺阳离子中间体的反面。使用更小的NaBH4还原剂通过最小化与OTBS基团的不稳定交互来支持顶面方法。



由于含羟基的中心C会转化成阳离子,无法对结构进行控制。作者认为三氟甲磺酸介导的体系,会利用手性醇中心而达到对产物的立体控制。为了验证这一猜想,作者首先制作了几种含有手性醇的底物10-13。在标准条件下反应,可以看到16的立体构型完全保留,15和17的立体构性稍微有些丢失,但是18的er有较大幅度的下降。


(S)-10和(3R)-15的绝对构型表明,分子内Schmidt反应在醇的立体中心进行了构型的反转。这表明反应经过一个SN2机理得到10ab+。同样从计算得到10ab+中,从反面进攻N-N2+键的能垒更低。接着氢化就可以得到产物。


接着最后作者通过这一方法合成了两种立体专一的生物碱19和20。但是由于没有准确的NMR数据并且依然存在异构体,导致无法完全确定其结构。


综上所述,作者已经证明,当在叠氮化物和醇连接的碳链中存在立体异构中心时,三氟甲磺酸酯介导的分子内Schmidt反应可能具有很高的非对映选择性。当手性在醇中心时,该过程涉及叠氮化物部分和三氟甲磺酸酯之间的初始分子内SN2反应。最后,使用氢化物源进行的最终还原步骤的立体化学也是完全非对映选择性的,从而可以在一个步骤中选择性地制备高度取代富含多立体中心的产物。
Stereoselective and Stereospecific Triflate-MediatedIntramolecularSchmidt Reaction: Ready Access to Alkaloid Skeletons**
doi.org/10.1002/ange.202016892

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