Chem. Eur. J. ：通过一锅法A3偶联和分子内狄尔斯-阿尔得反应快速合成多样的稠杂环化合物

药物的药效基团的关键结构核心是杂环或碳环。这些环的大小和形状各异，通常通过环融合或使用连接分子组合在一起，形成各种各样的环系统。已知大多数药物的主要结构骨架中，至少包含一个芳香环和一个杂环。然而，主要由sp3碳原子组成的稠合环或三维稠合环（3D环）是很少见的，除了在药物化学中具有重要作用的两类天然化合物生物碱和类固醇中发现的饱和多环骨架。我们开发了一种用简单起始材料通过醛-炔-胺（A3）偶联和分子内狄尔斯-阿尔得反应（IMDA）的一锅法构建含氮融合多环系统的方法。这种多米诺反应直接以高度立体选择性的方式生成含有氧桥和1,6-炔二烯骨架的线性或角度融合多环（见图1）。

图1. 通过串联一锅A3偶联反应和IMDA反应合成氮杂多环骨架。

此外，我们研究了该多米诺反应在各种糠醛、二级胺和炔烃衍生物中的适用范围，并在高立体选择性下以良好到优异的产率分离出相应的产物。通过1H NMR、13C NMR、二维NMR和HRMS数据确定环化产物的结构，并通过单晶X射线分析进一步明确了产物（±）-27a和（±）-43a的相对立体化学特征（见图2）。在该反应条件下，卤素、-NO2、-OMe、TMS和TBDMS等多种官能团可以稳定存在。二级胺底物在IMDA反应中充当亲双烯体，是决定反应产物结构多样性的主要因素。在该一锅反应生成所需的氮杂多环产物过程中，一些未参与IMDA反应的取代基具有良好的稳定性，包括烷基、苄基、环己基、羟烷基和烯基。

图2. 化合物（±）-27a（左）和（±）-43a（右）的ORTEP图。

我们还进一步探索了用合成的氮杂多环骨架来进一步生成具有立体选择性和生物学意义的多环化合物（见图3）。令人高兴的是，在所有情况下，所需产物都以良好的产率被分离出来。此外，通过进一步衍生化合物的氧桥双环部分，可以构建具有独特结构特征的环系统。重要的是，所有这些可获得的多环都带有多种官能团，从而增加结构的多样性。通过在偶联反应的三个底物中引入合适的官能团或取代基，还可以在这些多环骨架中构建更多的结构多样性。总而言之，这项工作中开发的简单合成策略允许获得包含至少一个杂环的融合多环结构簇，可用于后续探索新的生物活性。

图3. 氮杂多环骨架的立体选择性合成。

论文信息

Rapid Access to Divergent Fused Polycycles Via One-Pot A3 Coupling and Intramolecular Diels-Alder Reaction

Dr. Rajashekar Reddy Narra, Mr. Vignesh Gopalakrishnan Unnithan, Ms. Yifan Liu, Prof. Zhihong Guo

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202401449