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孟繁柯課題組一直致力於鈷催化的不對稱反應研究,他們發展了一系列二價鈷催化環丙烯的不對稱氫官能團化反應(Angew. Chem. Int. Ed.2019,58,11049–11053,Angew.Chem.Int. Ed.2021,60,2694–2698)。近期,該團隊通過一價鈷與碳碳不飽和鍵的强配比特作用促進烯丙比特碳氫鍵的活化,實現化學選擇性產生烯丙基一價鈷中間體,並與醛和-酮酯發生區域、非對映和對映選擇性的加成反應(Cell Reports Physical Science 2021,DOI: 10.1016/j.xcrp.2021.100406)。
過渡金屬催化不對稱碳氫官能團化反應是快速多樣性合成手性化合物最高效的策略之一。通過催化烯丙比特選擇性的碳氫官能團化反應可以避免預先引入特定基團,高效製備敏感的有機金屬試劑,從而縮短合成路線,提高合成效率。過渡金屬催化的通過碳氫鍵活化產生親電性烯丙基金屬中間體和產生烯丙基自由基中間體的不對稱烯丙比特碳氫官能團化反應有所發展,但是通過碳氫鍵活化產生親核性烯丙基金屬中間體的不對稱官能團化反應尚未有報導。手性高烯丙醇是具有生物活性的藥物分子和天然產物中常見結構片段,囙此開發利用烯丙比特碳氫鍵活化策略產生親核性的烯丙基金屬中間體並原位與羰基化合物發生不對稱反應構建手性高烯丙醇的新方法非常必要。
孟繁柯課題組發現,通過原位還原產生甲基一價鈷絡合物,與烯烴配比特後,金屬中心對烯丙比特碳氫鍵進行氧化加成產生烯丙基三價鈷中間體,還原消除一分子甲烷後,產生親核性的烯丙基一價鈷中間體。通過配體調控,反應的化學選擇性、區域選擇性、非對映和對映選擇性都得到精准控制。並且該反應產率高、底物適用性廣,可相容多種敏感官能團,烯丙苯類底物和1,4-二烯類底物都可以參與反應,醛和?-酮酯都可以高選擇性進行轉化,可一步構建其他方法難以得到的官能團化的手性高烯丙醇。機理研究顯示,碳氫鍵切斷不是决速步;當分子內同時具有?-甲基苯乙烯和烯丙苯結構時,烯丙苯可以化學選擇性地進行轉化;碳氫鍵活化產生的碳鈷鍵不是對映選擇性的或碳鈷鍵異構化的時候,手性中心發生消旋。反應產物可以進行後續官能團轉化,高效構建生物活性分子,該方法被應用於lithospermic acid的形式不對稱合成以及dihydrodehydrodiconiferyalcohol的不對稱全合成。
此項工作由張海岩和黃俊同學完成。該研究得到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。
鈷催化不對稱烯丙比特碳氫官能團化反應
本文版權歸原作者所有,文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系,我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理!