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艾滋病作為一種全球范圍內的疾病，對人類的健康和生命構成了極大的威脅。因此，治療艾滋病藥物的開發，一直以來都備受關注。治療艾滋病的關鍵在于抑制HIV病毒的逆轉錄，Merck公司開發的藥物Efavirenz（中文名依法韋侖）就有這一功效。依法韋侖是一種手性藥物，只有S型的分子具有抗艾滋活性。因此，高對映選擇性地合成依法韋侖，一直以來不僅具有學術價值，也非常具有應用價值。Merck公司最初開發的合成路線得到的是外消旋體，而S-型異構體是通過拆分得到的。不對稱催化的發展，使人類考慮通過不對稱催化合成依法韋侖。第一例依法韋侖的不對稱合成是由Carreira在2011年實現。芳基三氟甲基酮1a在環丙烷乙炔、正己基鋰、二乙基鋅、麻黃素衍生的手性配體3和炔基化產物(S)-2a的共同作用下，能以79% 產率和99.6% ee值得到目標產物（Scheme 1a）。然而該反應使用了較為危險的二乙基鋅和正己基鋰，并且使用了兩種配體，因此也存在應用的局限性。Lonza大大簡化了合成方法，但ee值不高（Scheme 1b）。Shibata報道了有機催化的Ruppert?Prakash試劑對炔基酮進攻構建炔丙醇中間體，但反應需要較高用量并難于合成的金雞納生物堿催化劑。德國的馬爾堡大學Meggers等人利用已知的手性釕催化劑，高效地構建了抗艾滋病藥依法韋侖的關鍵中間體(S)-2a和(S)-2b，反應的產率和對映選擇性都非常好。

Scheme 1. 通過催化不對稱炔基化構建依法韋侖的報道。圖片來源：Org. ProcessRes. Dev.

基于過去的報道，作者首先采用1a作為標準底物，與環丙烷乙炔在60 ^oC反應，Δ-Ru1(3 mol %) 作為催化劑，能以58% 收率和 91.6% ee值得到Merck中間體(S)-2a (Table 1, entry 1)。在反復優化無果后，作者考慮將芳香酮上的取代基由NH₂換成吸電子的NO₂，這樣可以提高羰基的親電性。而硝基化的產物(S)-2c經已經報道的方法很容易轉化為(S)-2a。于是，作者利用1c作為底物，對反應條件進行優化。作者發現，1c作為底物，能以93% 產率和99.6% ee值得到目標產物，結果大大優化(entry 2)。進一步優化發現，使用更簡單的Δ-Ru2催化劑代替Δ-Ru1，產率和ee值仍然可以保持(entry 3)。不僅如此，在60 ^oC下，使用 0.2 mol % Δ-Ru2，能以95% 收率和 99.4% ee值得到 (S)-2c(entry 4)。另外，使用0.5 mol % Δ-Ru2, 反應能在室溫進行，(S)-2c以 96%產率和99.4% ee值獲得(entry 6). 控制實驗發現該反應對氧敏感 (entry 8) ，但少量的水不影響反應(entry 9)。

Table 1.通過1a 和 1c優化反應條件。圖片來源：Org. ProcessRes. Dev

隨后，作者以氯代的芳香酮1b作為底物，對反應條件進行了考察。篩選發現，當使用 0.5mol %Δ-Ru1 作催化劑，反應能以99%產率和 90% ee值得到炔丙醇產物(S)-2b(Table 2, entry 1)。與1c類似, 使用更簡單的催化劑Δ-Ru2可以得到得到更優的結果 (entries 2?6). 在室溫下使用 0.2 mol %Δ-Ru2，能以 95%收率和95% ee值得到(S)-2b (entry 5)。當采用更高的濃度(entry 8) 或CH₂Cl₂ 作為溶劑代替THF (entry 9) 可以得到相當的結果。控制實驗證明該反應對氧敏感(entry 10)，但對水不敏感(entries 11和12) 。

Table 2.通過1b優化反應條件。圖片來源：Org. ProcessRes. Dev

最后，作者還做了克級規模的實驗（Scheme 2）。當使用 1b或1c作底物，對應的炔丙醇產物仍然能以很高的產率和對映選擇性獲得。

Scheme 2. 克級規模合成(S)-2b和(S)-2c。圖片來源：Org. ProcessRes. Dev.

總結：在該工作中，作者發展了高效構建抗艾滋病藥依法韋侖中間體的催化合成方法。Lonza炔丙醇中間體 (S)-2b 能以99% 產率和95% ee獲得，反應TON高500。Merck 炔丙醇中間體(S)-2a 可以通過硝基中間體 (S)-2c還原得到，而后者可以通過不對稱炔基化以97%產率和99% ee值獲得。該方法可能會大大降低抗艾滋病藥依法韋侖的生產成本。

原文鏈接：http://dx.doi.org/10.1021/acs.oprd.7b00376