
上海有機(jī)所金屬銥催化的不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)研究取得新進(jìn)展
最近十年來(lái),金屬銥催化的不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)逐漸發(fā)展成一種高效地構(gòu)建碳–碳鍵與碳–雜原子鍵的方法:從單邊取代的烯丙基碳酸酯底物出發(fā),可以高效率、高對(duì)映選擇性地得到支鏈烯丙基取代產(chǎn)物。Feringa類亞磷酰胺配體是目前該類反應(yīng)中最常使用的手性配體。然而該反應(yīng)的底物普適性還比較有限,特別是在烯丙基底物方面存在著一種“鄰位不利效應(yīng)”,即當(dāng)使用苯環(huán)鄰位帶有取代基的肉桂碳酸酯底物時(shí),反應(yīng)的收率和對(duì)映選擇性一般都會(huì)有明顯的降低。

2009年,中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所的游書力研究員課題組從2-甲基四氫喹啉出發(fā)設(shè)計(jì)合成了一種新型的N-芳基亞磷酰胺配體(L1),能夠有效地克服“鄰位不利效應(yīng)”。苯環(huán)鄰位帶有取代基的肉桂碳酸酯底物在吲哚3-位的不對(duì)稱烯丙基烷基化反應(yīng)中都能取得很好的結(jié)果(Liu, W.-B.; He, H.; Dai, L.-X.; You, S.-L. Synthesis 2009, 2076-2082.)。此外,該配體還被成功地應(yīng)用于吲哚和吡咯的不對(duì)稱烯丙基去芳構(gòu)化反應(yīng)中,高收率、高立體選擇性地構(gòu)建在天然產(chǎn)物和藥物活性分子中廣泛存在的手性螺環(huán)骨架(Wu, Q.-F.; He, H.; Liu, W.-B.; You, S.-L. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 11418-11419. Zhuo, C.-X.; Liu, W.-B.; Wu, Q.-F.; You, S.-L. Chem. Sci., 2012, 3, 205-208)。
最近,該小組研究人員通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)的Feringa類配體不同,配體L1在金屬銥的作用下在四氫喹啉環(huán)的8-位發(fā)生芳基碳?xì)滏I活化所形成的環(huán)銥物種是不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)中真正的活性催化物種。該物種在空間結(jié)構(gòu)上與Feringa類配體參與反應(yīng)時(shí)所形成的活性物種不同,具有相對(duì)較大的手性反應(yīng)空腔,因而能夠容納大位阻的含有鄰位取代基的肉桂碳酸酯底物進(jìn)行反應(yīng)。進(jìn)一步研究表明,金屬銥催化的不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)的對(duì)映選擇性不是由親核試劑進(jìn)攻π-烯丙基銥中間體的面選擇性控制,而是由endo和exo兩種構(gòu)型的π-烯丙基銥中間體的形成速度差異所決定。這部分工作以全文的形式在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》雜志發(fā)表(Liu, W.-B.; Zheng, C.; Zhuo, C.-X.; Dai, L.-X.; You, S.-L. J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 4812-4821)。
該項(xiàng)工作獲得中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部的資助。
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