氮杂环丙烷是有机合成中的重要结构单元，它可以进行一系列重要的反应，例如开环、环加成、消除和还原等。

冯小明院士团队设计 N,N'-双氧化合物（即冯氏配体），这类双氮氧化合物突破了对配体刚性骨架的传统要求，像“双节棍”一样刚柔并济，通过控制化学物质在反应中的相遇方式，保证他们按照预期的方式结合。

冯氏催化剂及配体的参与的重要反应

冯氏配体在氮杂环丙烷的开环和环化中有着较好的应用，生成多种生物活性化合物。

通过 C-N 键断裂进行开环

氨基硫醚的生成

β-氨基硫醚是重要的合成嵌段，广泛存在于配体和生物活性化合物中，例如 L-半胱氨酸、β-MeLan和美沙西丁。 然而此化合物的不对称合成报道很少。这主要是由于与硫基亲核试剂的开环反应具有挑战性，尤其是当使用路易斯酸作为催化剂时，硫亲核试剂对中心金属的强配位能力可能会毒害催化剂。然而，它是构建 β-氨基硫醚的重要方法。

以手性 N,N'-二氧化物-镧络合物作为催化剂，2-巯基苯并噻唑作为活性硫亲核试剂，通过手性路易斯酸促进的开环反应，高效地动力学拆分外消旋 2-酰基-3-芳基-N-甲苯磺酰基氮杂环丙烷。以良好的收率和 ee 值获得了各种对映体富集的 β-氨基硫醚。

β-氨基硫醚生成^[1]

其他C-N 键断裂进行开环

其他C-N 键断裂进行开环反应^{[2, 3]}

通过 C-C 键断裂进行 D-A 氮杂环丙烷的[3+2] 环加成

使用 Nd(OTf)₃/N,N′-二氧化物/LiNTf₂ 催化剂体系，通过 C-C 键断裂，实现了供体-受体氮丙啶与醛的对映选择性[3 + 2] 环化，以中等至良好的产率生成各种手性顺式-1,3-恶唑烷，且立体选择性好。

[3+2] 环加成

内消旋氮杂环丙烷的 [8+3] 环化

在温和的反应条件下，以手性 N,N'-二氧化物-Mg(OTf)₂ 复合物为催化剂，通过去对称化/环化过程实现了氮杂七烯或环庚烯酮与内消旋氮杂环丙烷的高效不对称 [8+3] 高阶环加成反应，获得了相应的四氢环庚[b][1,4]恶嗪和四氢-1H-环庚[b]吡嗪。

[8+3] 环化

参考文献

1. 1, Fengcai Zhang, Yu Zhang, Qingfa Tan, Lili Lin*, Xiaohua Liu, and Xiaoming Feng. Org. Lett. 2019, 21, 5928
2. 2, Xiangqiang Li, Jing Guo, Lili Lin, Haipeng Hu, Fenzhen Chang, Xiaohua Liu, Xiaoming Feng. Adv. Synth. Catal. 2017, 359, 3532.
3. 3, Jun Li, Yuting Liao, Yulong Zhang, Xiaohua Liu, Lili Lina and Xiaoming Feng. Chem. Commun. 2014, 50, 6672.

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