期刊名：Molecules

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文章链接：https://www.mdpi.com/1420-3049/30/3/459

文章标题：Scandium(III)-Enlarged Salen Complex-Catalyzed Asymmetric Michael Addition of Indoles to Enones

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文章导读

Salen配体是一类重要的配体，已被广泛应用于不对称催化有机反应中。近日，来自北京化工大学的许家喜教授课题组用 L-苯丙氨酸、乙烷/丙二胺和水杨醛合成了新型的含有柔性链的放大的Salen配体，并成功地将其用于钪催化的吲哚和烯酮（2-肉桂酰吡啶 1-氧化物）的对映选择性迈克尔加成反应中。该催化系统对富电子的吲哚底物具有出色的反应活性和立体选择性控制能力，产率高达 99%，对映体过量百分率高达 99%。同时这种新Salen配体的配位能力可通过水杨醛分子上取代基的电子效应进行调整，从而有助于在钪(III)催化的吲哚与 2-肉桂酰吡啶 1-氧化物的不对称迈克尔加成反应中构建优良的手性环境。

研究背景

在近几十年中，光学活性3-取代吲哚化合物的高效合成特别引人注目。不对称迈克尔加成反应是构建光学活性分子的重要方法，并已在有机合成中得到了广泛应用。由于吲哚具有富含电子的芳香体系，它们通常作为优良的迈克尔供体，与α,β-不饱和酮发生1,4-加成反应。α,β-不饱和羰基衍生物是迈克尔加成反应中的理想受体。并且利用手性配体和稀土金属，过渡金属的配合物，成功开发了吲哚和不饱和烯酮的催化不对称迈克尔加成反应。与过渡金属相比，稀土金属阳离子作为硬路易斯酸，展现出独特性质，包括高氧亲和力和较高的配位数，并在涉及烯酮的催化不对称反应中表现出优异的立体选择性。

研究内容

•Salen 配体 L 的合成

如下图所示合成的扩环Salen配体中，原有的环己烷连接链被线性连接链取代，这些线性连接链由刚性的双酰胺连接到柔性的亚乙-1,2-基或亚丙-1,3-基组成，扩大了它们的配位空腔，以便于与稀土金属阳离子配位。合成方法效率和所需的配体L0-L7的产率都很高。

Scheme 1. 合成扩环 Salen 配体 L

•扩环Salen配体的结构对吲哚和未取代的α,β-不饱和酮的1,4-共轭加成反应中的对映选择性的影响

为了研究具有柔性与刚性结合连接链的扩环Salen配体结构对吲哚和未取代α,β-不饱和酮1,4-共轭加成反应中的对映选择性的影响，选择6-甲氧基吲哚（1a）和2-肉桂酰基吡啶1-氧化物（2a）的反应作为模型反应，以评估配体（表1）并优化反应条件（表2）。

表1：吲哚和烯酮不对称Michael加成配体的筛选

表2：吲哚与烯酮不对称Michael加成反应条件的优化

•扩环Salen配体和Sc(OTf)₃ 的配合物

用氮气保护，将配体L3和Sc(OTf)₃在无水四氢呋喃中，室温搅拌2小时。在真空下除去多余的溶剂后，将滤渣用干燥的二氯甲烷洗涤，然后用四氢呋喃/二氯甲烷混合溶剂重结晶，得到配合物L3-Sc(III)。结构如图2，这为不对称迈克尔加成反应中的催化剂提供了间接证据（见图2）。

图2 L3-Sc （III）配合物的制备及其HRMS谱分析

研究结论

本研究制备了一系列含有柔性与刚性结合连接链的对映体纯的扩环Salen配体，扩环Salen配体更适合与半径较大的稀土元素配位。同时，通过水杨醛部分的取代基对配体配位位点的电子效应进行调节。结果表明，与含有亚丙基连接的二酰胺和强吸电子三氟甲基取代基团的、柔性与刚性结合连接链相连的扩环Salen配体，能够在吲哚和2-肉桂酰基吡啶1-氧化物的催化不对称迈克尔加成反应中实现高活性和优异的对映选择性，这为未来吲哚3位的光学活性修饰提供了一种有效的方法。

作者介绍

许家喜：北京化工大学。

主要研究领域：

有机化学和化学生物学 (1) 不对称催化合成，包括设计合成新型手性配体和手性催化剂，开发新的不对称催化反应； (2) 手性药物合成及其中间体的合成；手性天然和非天然化合物的合成；(3) beta-内酰胺类化合物合成的立体化学研究; (4) 生物活性的氨基酸和肽类化合物的合成。