鈀催化炔丙醇衍生物與有機硼酸的不對稱偶聯(lián)反應合成四取代聯(lián)烯
本文作者：Summer 丙二烯是一類重要的不飽和烴，因其具有軸手性而受到化學家們的廣泛關注。過渡金屬催化炔丙醇衍生物和有機金屬試劑的交叉偶聯(lián)反應是合成外消旋丙二烯的重要方法。到目前為止，以光學純的炔丙醇衍生物和有機金屬試劑作為起始原料通過手性轉(zhuǎn)移策略合成手性丙二烯的策略已經(jīng)有了一定的發(fā)展，但過渡金屬催化炔丙醇衍生物與硬親核試劑的偶聯(lián)反應一般是合成手性炔類化合物化合物[1]（Scheme 1, path a），還沒有關于過渡金屬催化交叉偶聯(lián)反應合成手性聯(lián)烯化合物的報道[2]（Scheme 1, path b）。最近，張俊良課題組開發(fā)出了一種新型的手性亞磺酰胺膦配體，在對映選擇性控制方面具有巨大的潛力。在上述背景的基礎上，復旦大學麻生明、錢輝課題組和張俊良團隊共同報道了鈀和Ming-Phos配體催化外消旋的炔丙醇衍生物與有機硼酸發(fā)生不對稱偶聯(lián)反應，能以中等至良好的收率和優(yōu)秀的對映選擇性得到一系列手性聯(lián)烯化合物。相關研究成果發(fā)表于 “Pd-Catalyzed Enantioselective Syntheses of Trisubstituted Allenes via Coupling of Propargylic Benzoates with Organoboronic Acids” Wang, H.; Luo, H.; Zhang, Z.-M.; Zheng, W.-F.; Yin, Y.; Qian, H.* Zhang, J.* Ma, S.* J. Am. Chem. Soc.2020, Early View. DOI: 10.1021/jacs.0c02876 Scheme 1 背景研究 論文作者介紹 麻生明院士 研究經(jīng)歷 1982.09 – 1986.07，杭州大學化學系，學士； 1986.09 – 1990.12，中國科學院上海有機化學研究所，博士(導師：陸熙炎院士)。 1990.12 – 1992.09 中國科學院上海有機化學研究所，助理研究員、副研究員 1992.09 – 1993.10，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(ETH)，博士后； 1993.10 – 1997.03，美國普渡大學(Purdue University)，博士后； 1997.03 – 1997.09，中國科學院上海有機化學研究所，副研究員； 1997.09 – 2003.02，中國科學院上海有機化學研究，實驗室主任，研究員； 2007.10，任華東師范大學，教授；中科院上海有機所特聘研究員，浙江大學和香港中文大學兼職教授； 2008.09，當選為第三世界科學院院士； 2009.11，擔任金屬有機化學國家重點實驗室學術委員會主任； 2014.1，出任浙江大學理學部主任，同年全職加入復旦大學化學系 。 獲獎及榮譽 1991年，獲中科院院長獎學金特別獎 1994年，獲Research Accomplishments Award 1997年，獲中國科學院自然科學一等獎(排名第二) 1999年，獲中國科學院青年科學家獎一等獎 1999年，獲求是基金杰出青年學者獎 1999年，獲國家自然科學二等獎 (排名第二) 1999年，獲中國科學院十大杰出青年 1999年，獲中國化學會青年化學獎 2000年，獲Young Scholar Travel Grant Award for the 2000 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, American Chemistry Society 2003年，獲全國留學回國人員成就獎 2003年，獲中國科學院優(yōu)秀研究生導師獎 2004年，獲上海優(yōu)秀留學回國人才 2004年，獲中國科學院優(yōu)秀研究生指導教師 2004年，獲Mr. and Mrs. Sun Chan Memorial Award in Organic Chemistry 2004年，獲中國化學會有機化學專業(yè)委員會“有機合成創(chuàng)造獎” 2004年，獲國家重點實驗室計劃先進個人 2004年，獲上海市科技進步一等獎(排名第一) 2004年，獲第五屆上海市自然科學牡丹獎 2005年，獲OMCOS-Springer Award 2006年，獲國家自然科學二等獎(排名第一) 2006年，獲中科院研究生院優(yōu)秀教育工作者 2007年，獲2004-2006年度上海市勞動模范稱號 2008年，獲第三屆中國化學會黃耀曾金屬有機化學獎 2008年，獲中國科學院優(yōu)秀研究生指導教師獎 2009年，獲中國科學院優(yōu)秀研究生指導教師獎 2010年，獲上海市自然科學獎一等獎 研究領域 金屬有機化學 自由基化學 多步合成 論文概要 以1-苯基庚-2-炔基碳酸甲酯（1a-A）和苯硼酸2a為模板底物，作者對1-苯基庚-2-炔基碳酸甲酯的離去基團、鈀催化劑、手性配體以及溶劑等反應條件進行反復篩選，確定最優(yōu)反應條件：氮氣保護條件下，以離去基團為Bz的消旋1a和苯硼酸2a為模板底物，5 mol% Pd(dmdba)2和12 mol% Ming-Phos配體L46為催化劑，2.0 equiv H2O為添加物，c-Hex/MTBE為溶劑，在23℃條件下反應24小時，能以74%的收率和93%的對映選擇性得到手性聯(lián)烯3aa。 在最優(yōu)反應條件下，作者對苯硼酸的底物范圍進行了考察（Scheme 2）。各種鄰、間、對位芳基取代、各種芳雜環(huán)取代、烯丙基取代以及環(huán)烯基取代的苯硼酸就均能較好的適應反應條件，能以中等至良好的收率和優(yōu)秀的對映選擇性得到相應產(chǎn)物。但甲基取代或環(huán)丙烯取代的苯硼酸不能適應反應條件，不能得到相應產(chǎn)物。 Scheme 2 底物擴展 緊接著，作者考察了炔丙醇的底物范圍（Scheme 3）。R1取代基為各種取代的芳基或R1取代基為各種鏈狀烷烴以及烯丙基的炔丙醇均能較好的適應反應條件，能以良好至優(yōu)秀的收率和優(yōu)秀的對映選擇性得到相應產(chǎn)物。但當R1取代基為非芳基或R3取代基為甲基時，反應不能正常進行。 Scheme 3 底物擴展 為了證明反應的應用潛力，作者還進行了衍生化反應（Scheme 4）。烯基丙二烯（R,E）-3al和3ao可進一步與N-甲基馬來酰亞胺和順丁烯二酸酐發(fā)生DA反應，能以優(yōu)秀的對映選擇性和非對映選擇性得到具有連續(xù)三個手性中心的雙環(huán)產(chǎn)物4、5和6。此外，通過一鍋法也可以優(yōu)異的非對映選擇性得到三環(huán)化合物7和8。同時，作者對該反應進行了計算，計算結果表明該反應同時存在動態(tài)動力學拆分和動力學拆分兩種過程。 Scheme 4 衍生反應 論文總結評價 復旦大學麻生明、錢輝課題組和張俊良團隊共同報道了鈀和Ming-Phos配體催化外消旋的炔丙醇衍生物與有機硼酸發(fā)生不對稱偶聯(lián)反應，能以中等至良好的收率和優(yōu)秀的對映選擇性得到一系列手性聯(lián)烯化合物。同時，計算結果表明該反應同時存在動態(tài)動力學拆分和動力學拆分兩種過程，但水在反應中的作用還有待進一步研究。 參考文獻 [1] Oelke, A. J.; Sun, J.; Fu, G. C. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2966-2969. DOI: 10.1021/ja300031w [2] (a) Wang, Y.; Zhang, W.; Ma, S. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11517-11520; DOI: 10.1021/ja406135t (b) Liu, Z.-L.; Yang, C.; Xue, Q.-Y.; Zhao, M.; Shan, C.-C.; Xu, Y.-H.; Loh, T.-P. Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 16538-16542. DOI: 10.1002/anie.201908343
