功能有机分子化学国重室梁永民、刘雪原课题组,钌催化的立体和区域选择性的芳烃邻/间位C−H糖苷化反应

芳基糖苷类化合物广泛存在于许多天然产物和药物结构骨架中。因此,高度立体选择性地构建芳基糖苷类骨架具有重要的理论和应用价值。目前芳基糖苷类化合物的合成主要依赖于过渡金属催化的偶联反应,而C-H键活化反应无需预先引入预活化基团,具有很高的步骤和原子经济性。

芳基糖苷类化合物广泛存在于许多天然产物和药物结构骨架中。例如达格列净(Dapagliflozin)和卡格列净(Canagliflozine)是一种用于治疗II型糖尿病的SGLT2抑制剂。因此,高度立体选择性地构建芳基糖苷类骨架具有重要的理论和应用价值。目前芳基糖苷类化合物的合成主要依赖于过渡金属催化的偶联反应,而C-H键活化反应无需预先引入预活化基团,具有很高的步骤和原子经济性。近年来,一系列过渡金属催化下导向基团引导的邻位C-H糖基化反应被广泛报道,但是还未有文献实现导向基团诱导的芳烃邻位和间位C–H键的选择性糖苷化反应。

能否利用钌催化的C-H活化实现芳烃邻位和间位C–H键的选择性糖苷化反应,理论上存在三个困难:1. 卤代糖苷是一种特殊的仲卤代物,根据之前的文献报道和机理研究,仲卤代烷在钌催化下容易发生两种机理路径:a)第一是仲卤代烷容易与二价钌中间体发生氧化加成、还原消除过程生成芳烃邻位C–H烷基化产物;b)通过σ-键活化策略,经历单电子传递(SET)得到三价钌物种和仲碳自由基,从而得到芳烃间位C–H烷基化产物。因此,两种可能的反应路径同时存在,如何通过控制反应体系,选择性的实现芳烃邻、间位C-H糖苷化反应是一个极具挑战性的课题。2. 卤代糖苷通过单电子转移形成糖苷自由基,糖苷自由基与芳烃形成C-C键过程中的立体选择性较难控制。3. 糖苷具有多个手性中心,反应过程中容易发生差向异构化,而糖苷衍生物的差向异构化会导致生物活性的改变。

梁永民和刘雪原课题组利用钌催化的邻位C-H活化和σ-键活化策略,实现了具有高度非对映选择性的芳烃选择性邻位和间位C−H糖苷化反应,并通过该方法合成了一系列C-芳基吡喃糖苷和呋喃糖苷类化合物,相关文章发表在Angew. Chem. Int. Ed.(10.1002/anie.202205656)上。

文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202205656

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