上海有機所在鈷催化1,1-二取代聯(lián)烯和醛區(qū)域發(fā)散式的不對稱偶聯(lián)反應方面取得研究進展
文章來源:上海有機化學研究所 | 發(fā)布時間:2023-04-14 | 【打印】 【關閉】
低價金屬催化不飽和烴與醛的氧化環(huán)化過程是金屬有機化學中重要的基元反應。在無需預先官能團化和制備當量的高活性有機金屬試劑的條件下,直接高效地實現(xiàn)手性烯丙醇和高烯丙醇的構建。雖然近些年來金屬催化不飽和烴與醛通過氧化環(huán)化的不對稱偶聯(lián)反應有很大發(fā)展,尤其是鎳催化炔烴與醛的不對稱還原偶聯(lián)反應,但該類反應仍存在很大局限性;能夠實現(xiàn)的不對稱轉化主要局限在炔烴參與的反應,而反應模式主要局限在還原偶聯(lián)反應。聯(lián)烯相比于炔烴由于具有多個反應位點,存在多種反應模式和可能性,相比于炔烴,聯(lián)烯與醛的氧化環(huán)化反應的區(qū)域和立體選擇性的精準控制更加具有挑戰(zhàn)性。目前鎳催化聯(lián)烯與醛通過氧化環(huán)化的偶聯(lián)反應無法實現(xiàn)多樣化區(qū)域選擇性的精確控制,不對稱反應尚無報道。而發(fā)展利用豐產(chǎn)金屬鈷催化,通過手性配體的調(diào)控,實現(xiàn)發(fā)散式區(qū)域選擇性地構建一系列多樣化的手性烯丙醇和高烯丙醇是非常必要的。
中國科學院上海有機化學研究所金屬有機化學國家重點實驗室的孟繁柯課題組一直致力于鈷催化的不對稱反應的研究。在前期的研究中,孟繁柯課題組發(fā)展了一系列鈷催化新型不對稱反應(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 11049 –11053;Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 2694–2698;Cell Reports Physical Science 2021, 2, 100406;J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 12755–12765; J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 5233–5240; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202205624; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 3588–3598)。近期,該課題組在探索1,1-二取代聯(lián)烯與醛的不對稱偶聯(lián)反應過程中,利用不同的手性膦配體,精確地調(diào)控了氧化環(huán)化過程的區(qū)域選擇性和立體選擇性,實現(xiàn)了多種反應路徑選擇性的控制,發(fā)散式地構建了一系列手性烯丙醇和高烯丙醇化合物,取得了新的研究進展。(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202219257)
孟繁柯課題組發(fā)現(xiàn),利用不同的手性雙膦配體,使得1,1-二取代聯(lián)烯和醛可以通過不同的區(qū)域選擇性的氧化環(huán)化過程,并高效地控制立體選擇性,產(chǎn)生的鈷雜環(huán)中間體中碳鈷鍵被質子化,實現(xiàn)路徑發(fā)散式的不對稱還原偶聯(lián)反應;其中的一條路徑中,我們首次實現(xiàn)了烯丙基鈷對映選擇性的質子化反應。設計了一種通用的策略,向金屬中心引入甲基,更加有效地增加金屬中心的位阻,在膦噁唑啉配體促進下,實現(xiàn)了通過扭轉底物控制區(qū)域選擇性的氧化環(huán)化過程的不對稱甲基化偶聯(lián)反應,以專一的區(qū)域選擇性構建手性高烯丙醇化合物。通過機理研究,我們證實反應通過鈷甲基物種,實現(xiàn)底物控制區(qū)域選擇性的扭轉。產(chǎn)物經(jīng)過進一步轉化,合成一系列其它方法很難得到的多官能團化的手性醇砌塊。
此項工作由有機所博士生黃巍完成。該研究得到科技部、國家自然科學基金委、上海市科委、中國科學院、上海有機所和金屬有機化學國家重點實驗室的大力資助。
圖:鈷催化1,1-二取代聯(lián)烯與醛發(fā)散式區(qū)域選擇性的不對稱偶聯(lián)反應