Science | 金属催化消旋亲核及亲电试剂的偶联

  • 729
  • A+

在有机合成中,由亲核试剂和亲电试剂发生反应构建碳碳键的亲核取代反应是最简单的反应之一。但是,它的立体化学控制一直是难点,而且底物范围不宽泛,副反应多。迄今,单一反应原料的立体控制也有报道,而二分子的外消旋体原料的立体控制尚未报道。




目前,过渡金属催化的芳基与芳基偶联构建碳碳键的反应已经得到了很大的发展,给有机合成和药物分子合成带来了极大的便利。最近,加州理工学院的Gregory C. Fu教授他们证明了过渡金属,尤其是地球上含量丰富的镍,可以催化烷基亲电试剂的亲核取代反应,并且解决了反应选择性和立体选择性较差的问题。



在反应研究的初期,作者使用烷基碘试剂和烷基锌试剂作为原料,金属镍和双氮配体的催化体系,得到了目标产物。进一步,通过配体筛选,优化反应的对映选择性。最终,在较优条件下,模板反应得到了90% ee值,95%的收率。随后,筛选了一系列的一级烷基碘代物,例如苯基,酯基,烯基,缩酮,酰胺,氰基等碘代物,都能得到优异的收率和对应选择性。同样,也拓展了烷基锌试剂,长链,酯基,氯代,肟类,醚类的烷基锌试剂都有较好的结果。



接下来,作者尝试了二级的氯代烷烃与烷基锌试剂反应。由于有两个手性中心需要调控,这无疑是更大的挑战。通过配体的设计与优化,成功的实现了高立体选择性和反应性的烷基化反应。在底物范围考察阶段,作者尝试了多种烷基卤代试剂,都得到很好的结果,同样,各种烷基锌试剂也进行了考察并得到优异的收率和立体选择性。



进一步,作者对反应产物进行了衍生实验,酰胺的烷基化和还原,都能顺利的进行,得到较高收率的产物。还能发生sonagashira偶联反应,Pd/C还原反应等等。






总的来说,作者成功地实现了对于外消旋原料的不对称亲核取代反应,方便、简洁的构建碳碳键,得到专一异构体的产物。机理方面也特别有意思,需要进一步研究。但底物范围也不是很广,只有炔烃的卤代物和酰胺类的锌试剂。



参考文献:

Catalyst-controlled doubly enantioconvergent coupling of racemic alkyl nucleophiles and electrophiles.

Science, 2020,367, 559–564.


weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: