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N,O螯合的半夹心型铱配合物实现酮的不对称转移氢化

日期:2018-11-13 来源:Administrator



第四军医大学药学系陈卫平课题组和英国利物浦大学肖建良课题组合作在ACS Catalysis上发表了题为“N,O- vs N,C-Chelation in half- sandwich iridium complexes: A dramatic effect on enantioselectivity in asymmetric transfer hydrogenation of ketones”的通讯文章。文章一经发表即得到Nature子刊Nature Reviews Chemistry以“A N,O hope”为题作亮点介绍(Nat. Rev. Chem.20182, 201)。第四军医大学药学系2018级的博士研究生周钢为论文的第一作者,陈卫平肖建良为共同通讯作者。

 

该研究最初设计是基于作者在手性配体方面有关次级相互作用的工作基础,试图在手性N,C-环铱络合物中引入次级相互作用基团,希望不对称还原胺化能通过过渡态1进行,从而使用肖建良课题组发展的N,C-环铱催化剂2实现高不对称诱导。

 

在新型手性N,C-铱催化剂的研究中,周钢博士意外得到了结构新颖的N,O-铱络合物。进一步的研究发现,反应中水的含量直接影响两种配位模式的形成,从同一手性配体出发可简便并选择性地合成N,C-或N,O-铱络合物。他们首次发现螯合模式对铱络合物的催化活性和对映选择性有极大的影响,N,O-铱络合物在芳香酮的不对称转移氢化中具有高对映选择性,而在相同条件下N,C-铱络合物几乎没有选择性;此外,在研究中,他们还首次发现了甲酸与不同胺组成的氢源对N,O-铱络合物催化的不对称转移氢化具有极大影响,以甲酸-异丙胺混合物为氢源,以N,O-铱络合物为催化剂,芳香酮的不对称转移氢化可取得高达99%的对映选择性。

 

N,O-铱络合物催化的不对转移氢化可能的机理如图所示。铵盐正离子参与决定对映选择性的过渡态,铵盐中的质子通过与N,O-配体的羧基和酮的羰基氧形成氢键,这样的氢键将有助于降低过渡态的能垒,利于Ir-H转移到羰基碳上,从而实现高对映选择性不对称转移氢化。

 

这一研究结果不仅首次揭示了螯合模式对手性过渡金属催化剂催化活性和对映选择性的巨大影响,而且说明通过手性N,O配体的合理设计,有望发展出新型、高效的N,O螯合手性过渡金属催化剂。该研究得到国家自然科学基金和国家留学基金委的支持。
文章来源:X-MOL
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