目前,非活化1,2-二取代雙鍵與有機(jī)金屬化合物(碳金屬化)的非對(duì)映和對(duì)映選擇性加成仍然極具挑戰(zhàn)。自Lautens、Fox和Nakamura等人報(bào)道相關(guān)工作以來(lái),非手性不飽和三元碳環(huán)的直接官能團(tuán)化引起了廣泛關(guān)注,并且已經(jīng)報(bào)道了銅、銠和鑭系元素催化的sp3和sp2雜化烷基的對(duì)映選擇性加成以及雜原子不對(duì)稱加成(Scheme 1a)。然而,在非手性不飽和三元碳環(huán)的直接官能團(tuán)化中,炔基的引入仍然存在困難。最近,侯召民報(bào)道了釓催化的環(huán)丙烯的不對(duì)稱加氫炔基化(Scheme 1b)。手性炔基環(huán)丙烷是多種天然產(chǎn)物的重要結(jié)構(gòu)片段,并且可以用于構(gòu)建更復(fù)雜的骨架。近日,以色列理工學(xué)院Ilan Marek課題組開(kāi)發(fā)了一種鈀催化的環(huán)丙烯的不對(duì)稱加氫炔基化方法,該成果發(fā)表于近期ACS Catal.(DOI: 10.1021/acscatal.9b04960)。

(圖片來(lái)源:ACS Catal.)
首先,作者以環(huán)丙烯1a和苯乙炔作為模型底物探索了Pd催化的非對(duì)映和對(duì)映選擇性加氫烷基化反應(yīng)(Table 1)。通過(guò)對(duì)催化劑、手性配體和反應(yīng)溶劑進(jìn)行篩選,作者發(fā)現(xiàn)Pd(acac)2為最佳催化劑、(R)-DM-BINAP為最佳配體、Et2O為最佳反應(yīng)溶劑,底物可以優(yōu)異的對(duì)映和非對(duì)映選擇性(er 98:2,dr 20:1)得到炔基環(huán)丙烷2a。

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接下來(lái),作者考察了三元環(huán)取代基的性質(zhì)對(duì)反應(yīng)選擇性的影響(Scheme 2)。含吸電子或給電子基團(tuán)的環(huán)丙烯可以良好的收率和非對(duì)映/對(duì)映選擇性得到相應(yīng)的加氫烷基化產(chǎn)物。當(dāng)環(huán)丙烯含有芐基取代基時(shí),可以很好的對(duì)映體比率分離得到炔基環(huán)丙烷2e和2e?。此外,當(dāng)C3位含有相同取代基時(shí),可以高對(duì)映選擇性得到預(yù)期產(chǎn)物。

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隨后,作者制備了二甲基環(huán)丙烯用于鈀催化的不對(duì)稱炔基化反應(yīng),并以中等收率分離得到預(yù)期產(chǎn)物2g(dr 88:12)。然后,作者對(duì)親核炔基進(jìn)行了考察(Scheme 3)。不同取代的芳香族乙炔均表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性;芳環(huán)的間位或?qū)ξ缓榛〈鶗r(shí),不會(huì)顯著影響非對(duì)映體和對(duì)映體的選擇性。另外,該轉(zhuǎn)化也可以耐受缺電子的對(duì)溴苯基乙炔,并且鄰、間和對(duì)氟苯基乙炔也可以良好的對(duì)映/非對(duì)映選擇性得到含氟炔基環(huán)丙烷。此外,炔基部分還可以耐受各種官能團(tuán),例如酯、二茂鐵、吡啶和乙縮醛。該方法還可以擴(kuò)展至1-苯基-1,3-丁二炔的催化不對(duì)稱加成,并表現(xiàn)出優(yōu)異的非對(duì)映/對(duì)映選擇性。值得注意的是,TMS取代的炔烴生成外消旋產(chǎn)物,而烷基取代的炔烴則未產(chǎn)生預(yù)期產(chǎn)物。

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基于上述結(jié)果,作者嘗試將該方法擴(kuò)展到共軛烯炔的催化不對(duì)稱加成,并在標(biāo)準(zhǔn)條件下合成了一系列烯炔(Scheme 4)。結(jié)果顯示,該反應(yīng)可以中等收率和優(yōu)異的非對(duì)映/對(duì)映選擇性(dr 20:1,er ≥99:1)得到相應(yīng)的產(chǎn)物。此外,當(dāng)用各種取代的芳環(huán)底物時(shí),不會(huì)改變非對(duì)映選擇性和對(duì)映選擇性。
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Ilan Marek課題組開(kāi)發(fā)了一種Pd(acac)2/(R)-DM-BINAP催化的非手性環(huán)丙烯與不同的端炔、二炔和烯炔的不對(duì)稱加氫烷基化方法。該方法具有優(yōu)異的非對(duì)映/對(duì)映選擇性,并且為合成對(duì)映異構(gòu)體富集的炔基環(huán)丙烷提供了一種簡(jiǎn)單、溫和且具有原子經(jīng)濟(jì)性的方法。