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Angew. Chem. Int. Ed.:金(I)/手性膦酸共催化高效合成手性二氢呋喃-3-酮衍生物

日期:2018-11-02 来源:Administrator



在过去的十几年中,均相金催化反应已发展成为有机化学中一个重要的研究领域。金催化剂作为一种软的路易斯酸,可以高效地活化炔烃、联烯等生成活泼金物种,随后发生进一步的转化。其中,由美国加州大学圣巴巴拉分校Liming Zhang教授发现的金催化氧化炔烃原位构建α-羰基金卡宾的化学是这领域的标志性研究成果之一。这一化学使得廉价易得、低毒稳定的炔烃成α-羰基金属卡宾的有效前体,实现了绝大部分由α-羰基重氮化合物作为卡宾前体的卡宾反应,包括C-H插入、X-H插入、环丙烷化、叶立德反应等。

 

然而在不对称催化合成方面,由于手性金催化剂的配位方式为线性配位,其手性配体距离反应底物很远,故很难诱导出高光学活性的产物(图1a)。虽然通过引入手性离子对催化(ACDC)的方式(图1b),取得了一定的立体选择性控制结果,但是对于大多数金催化反应,立体选择性的控制仍然是极具挑战性的。中国科学技术大学龚流柱教授课题组利用接力催化(relay catalysis)策略,实现了对金催化产生的前手性化合物的不对称催化转化(图1c)。受这一不对称催化研究的启发,近日,苏州大学徐新芳教授(点击查看介绍)和中山大学胡文浩教授(点击查看介绍)合作利用金/手性膦酸共催化策略,通过手性催化剂对亲电试剂的不对称催化,实现了对氧鎓叶立德(或者其烯醇形式)中间体的不对称捕捉反应(图1d)。

 

图1.不对称金催化反应模式

 

研究人员利用共催化策略,设计通过金活化炔烃,硝酮作为氧化剂,催化氧化3-丁炔-1-醇生成α-羰基金卡宾。而后由分子内的羟基捕捉金卡宾生成氧叶立德中间体(或者其烯醇形式)。最后在手性膦酸的催化下与之前的离去片段亚胺发生不对称Mannich加成反应,得到手性二氢呋喃-3-酮衍生物(图2)。该反应是一类新型的原子经济性100%的反应,硝酮不仅在反应中作为氧化剂,同时离去的亚胺片段又是后续Mannich加成反应的受体。反应具有很好的底物适用性,得到的产物均有较高的收率并且有很好的立体选择性。该研究工作不仅拓展了金催化炔烃氧化产生金卡宾的化学反应,实现了对金叶立德(或者其烯醇形式)中间体的有效捕捉,同时也为金催化炔烃的不对称催化反应研究提供了新的思路。

 

图2. 金/手性膦酸不对称共催化炔烃氧化环化/Mannich加成反应

 

相关结果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上,文章第一作者为苏州大学研究生魏瀚林
文章来源:X-MOL
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