Chem. Eur. J. :首例手性金催化的氧化还原

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美国南佛罗里达大学史晓东教授和山东大学李敏勇教授研究团队首次实现了金催化的不对称氧化还原反应。通过设计和合成含有3,4双取代的手性吡咯烷的P,N-hemilabile配体,成功实现了对映选择性分子内的烯烃双功能化。这项工作证实了可以将手性配体配位的Au(I)催化剂进行氧化,形成的芳基-Au(III)中间体作为是立体选择性调控的决定步骤,这一发现为金催化的不对称氧化还原催化提供了新思路和策略。

由于金正离子在炔烃和烯烃的活化方面具有优异的反应性,所以不对称金催化在过去十年中受到了极大的关注。由于Au(I)配合物的线性几何形状,使得很难通过手性配体有效地实现立体选择性。相比之下,具有平面四方形配位方式的Au(III)配合物是一个更有效实现立体选择性的中间体。然而由于Au(III)的强氧化性,直接与常用的手性磷配体配位会导致Au(III)被快速还原。随着金催化的氧化还原反应的发展,通过结合Au(III)中间体作为p-酸活化烯烃和快速还原消除的性质可以有效的实现烯烃的双功能化。最近,国内外各地的研究人员,包括史晓东教授课题组,都在努力开发新的温和的氧化条件以促进金催化的氧化还原反应,并且发现了包括重氮活化、电化学氧化和芳基卤化物氧化加成等在内的新系统。Bourissou课题组发现了利用半不稳定的磷氮配体(Me-DalPhos)可以促进了芳基碘物种对一价金催化剂的氧化加成得到稳定的三价金-芳基中间体。史晓东教授课题组于2019年首次报道了金催化的分子间烯烃烷氧基化芳基化反应。基于之前的研究工作,他们提出可以利用这一温和的金氧化条件来实现实现金催化不对称氧化还原反应。首先,设计合成手性的半配位的磷氮配体来形成Au(I)配合物。其次,通过对于芳基碘物种进行氧化加成后形成手性的三价金中间体,通过配体的立体环境来控制亲核试剂进攻的方位,从而达到实现对映选择性的目的。

他们合成了对于一系列不同取代具有C-2对成轴的手性的六元吡啶烷或者五元吡咯烷衍生物的磷氮配体。用芳基胺作为外置亲核试剂,通过底物5a进行分子内氧化加成和烯烃活化,筛选出OTIPS取代的配体cat-2c为最优的配体。同时他们发现芳基胺和5a的比例对于立体选择性的控制至关重要。通过对于机理的研究,他们提出过量的芳基胺可能竞争性参与与Au(III)的配位,从而导致立体选择性的下降。作者在最优条件下考察了底物范围,通过对于产物后功能化,形成手性保持的不同取代的杂环取代的chromane衍生物。

虽然底物范围局限于缺电子的芳基胺,但是这是首例成功实现的不对称金催化的氧化还原反应。基于该研究结果,他们课题组正在利用该手性配体进行其他类型的反应的拓展和研究,期待会有后续新成果的报道。这个工作为开拓不对称金的氧化还原反应类型提供了新的思路,具有重要的意义和广泛的应用前景。

文信息

Chiral Hemilabile P,N-Ligand-Assisted Gold Redox Catalysis for Enantioselective Alkene Aminoarylation

Dr. Xiaohan Ye, Chenhuan Wang, Shuyao Zhang, Qi Tang, Lukasz Wojtas, Prof. Dr. Minyong Li, Prof. Dr. Xiaodong Shi


Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202201018


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