Nature子刊(IF=30)| 溫州大學等單位合作,張立明/錢鵬程首次在溫和條件中的分子內轉化實現合成手性炔丙基修飾的醇

2021-02-25 iNature


對惰性炔丙基進行C-H鍵活化同醛進行一步不對稱加成反應,是一種原子經濟性的構建手性高丙炔醇的可行方法,但是目前仍未見諸報導。2021年2月18日,加州大學聖巴巴拉分校張立明及溫州大學錢鵬程共同通訊在Nature Catalysis(IF=30)在線發表題為「Gold-catalysed asymmetric net addition of unactivated propargylic C–H bonds to tethered aldehydes」的研究論文,該研究顯示了在溫和的反應條件下以分子內方式實施的方法:該反應通過Au催化劑在手性雙功能磷配體,該雙功能膦配體通過三級有機胺(pKa≈10),對分子的炔丙基C-H鍵(pKa>30)進行活化,底物分子中同時存在酸性醛的α-H(pKa≈17)。該反應顯示出廣泛的範圍並且容易容納各種官能團。在具有或不具有預先存在的底物手性中心的情況下,形成具有優異對映體和高反式選擇性的環戊烷/環己烷稠合的均丙醇產物。反應的密度泛函理論研究支持了設想的反應機理,計算出的高能學證實了所觀察到的立體選擇性,並證實了額外的金屬-配體配合。總之,這種炔丙基化的C–H功能化策略為在溫和的催化條件下進一步非對稱地轉化未活化的炔烴α–C–H鍵提供了一個極有價值的方法。

醛的不對稱炔丙基化會產生多種手性均炔丙基醇產物,在有機合成中尤為重要。為了在這些反應中實現不對稱性,以Si,B,Al,Cu,Sn,Cr,In(等)為特徵的烯基-金屬物質用作炔丙基親核試劑,可以預先製備或通過與炔丙基金屬前體的金屬轉移反應原位生成,或在還原性金屬存在下從炔丙基滷化物中提取。在炔丙基位置進行預官能化的要求在概念上不如將炔丙基C–H鍵直接不對稱淨加成到羰基上更具吸引力,因為後者是完全原子經濟的,避免了使用化學計量的金屬和/或昂貴的底物以及化學計量金屬鹽廢物的產生,可以通過在催化歧管中依次進行去質子化-炔丙基化-質子化來實現。這種類型的化學反應構成了催化不對稱炔丙基C–H官能化,但是文獻中仍未記載。在最近報導的外消旋情況下,不允許具有α-C(sp3)-H鍵的醛底物。這種底物具有挑戰性,並且在典型的基本條件下在概念上似乎不可行,因為在離子反應歧管中,炔丙基質子的酸性(pKa> 30)比醛α-氫(pKa≈17)低得多。自我醛醇縮合反應將成為主要的反應途徑。在這項工作中,報告了未活化的炔丙基CH鍵以催化方式不對稱地分子內淨加成到醛上。通過開發手性雙官能配體,反應主要表現出出色的對映選擇性和非對映選擇性,並能耐受具有α-C(sp3)-H鍵的醛。化學選擇性去質子化,隨時容納任何一種構型的預先存在的底物手性中心以及環狀產物的高合成價值具有重要意義。https://www.nature.com/articles/s41929-020-00569-8

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