鈀催化炔丙醇衍生物與有機(jī)硼酸的不對(duì)稱偶聯(lián)反應(yīng)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(xué)家們的廣泛關(guān)注。過渡金屬催化炔丙醇衍生物和有機(jī)金屬試劑的交叉偶聯(lián)反應(yīng)是合成外消旋丙二烯的重要方法。到目前為止，以光學(xué)純的炔丙醇衍生物和有機(jī)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(yīng)一般是合成手性炔類化合物化合物[1]（Scheme 1, path a），還沒有關(guān)于過渡金屬催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)合成手性聯(lián)烯化合物的報(bào)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(duì)映選擇性控制方面具有巨大的潛力。在上述背景的基礎(chǔ)上，復(fù)旦大學(xué)麻生明、錢輝課題組和張俊良團(tuán)隊(duì)共同報(bào)道了鈀和Ming-Phos配體催化外消旋的炔丙醇衍生物與有機(jī)硼酸發(fā)生不對(duì)稱偶聯(lián)反應(yīng)，能以中等至良好的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到一系列手性聯(lián)烯化合物。相關(guān)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(xué)化學(xué)系，學(xué)士； 1986.09 – 1990.12，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所，博士(導(dǎo)師：陸熙炎院士)。 1990.12 – 1992.09 中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)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(xué)(ETH)，博士后； 1993.10 – 1997.03，美國(guó)普渡大學(xué)(Purdue University)，博士后； 1997.03 – 1997.09，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所，副研究員； 1997.09 – 2003.02，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究，實(shí)驗(yàn)室主任，研究員； 2007.10，任華東師范大學(xué)，教授；中科院上海有機(jī)所特聘研究員，浙江大學(xué)和香港中文大學(xué)兼職教授； 2008.09，當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士； 2009.11，擔(dān)任金屬有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任； 2014.1，出任浙江大學(xué)理學(xué)部主任，同年全職加入復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系 。 獲獎(jiǎng)及榮譽(yù) 1991年，獲中科院院長(zhǎng)獎(jiǎng)學(xué)金特別獎(jiǎng) 1994年，獲Research Accomplishments Award 1997年，獲中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)(排名第二) 1999年，獲中國(guó)科學(xué)院青年科學(xué)家獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) 1999年，獲求是基金杰出青年學(xué)者獎(jiǎng) 1999年，獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng) (排名第二) 1999年，獲中國(guó)科學(xué)院十大杰出青年 1999年，獲中國(guó)化學(xué)會(huì)青年化學(xué)獎(jiǎng) 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(guó)留學(xué)回國(guó)人員成就獎(jiǎng) 2003年，獲中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀研究生導(dǎo)師獎(jiǎng) 2004年，獲上海優(yōu)秀留學(xué)回國(guó)人才 2004年，獲中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀研究生指導(dǎo)教師 2004年，獲Mr. and Mrs. Sun Chan Memorial Award in Organic Chemistry 2004年，獲中國(guó)化學(xué)會(huì)有機(jī)化學(xué)專業(yè)委員會(huì)“有機(jī)合成創(chuàng)造獎(jiǎng)” 2004年，獲國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃先進(jìn)個(gè)人 2004年，獲上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)(排名第一) 2004年，獲第五屆上海市自然科學(xué)牡丹獎(jiǎng) 2005年，獲OMCOS-Springer Award 2006年，獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(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(dòng)模范稱號(hào) 2008年，獲第三屆中國(guó)化學(xué)會(huì)黃耀曾金屬有機(jī)化學(xué)獎(jiǎng) 2008年，獲中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀研究生指導(dǎo)教師獎(jiǎng) 2009年，獲中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀研究生指導(dǎo)教師獎(jiǎng) 2010年，獲上海市自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) 研究領(lǐng)域 金屬有機(jī)化學(xué) 自由基化學(xué) 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(duì)1-苯基庚-2-炔基碳酸甲酯的離去基團(tuán)、鈀催化劑、手性配體以及溶劑等反應(yīng)條件進(jìn)行反復(fù)篩選，確定最優(yōu)反應(yīng)條件：氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，以離去基團(tuán)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(yīng)24小時(shí)，能以74%的收率和93%的對(duì)映選擇性得到手性聯(lián)烯3aa。 在最優(yōu)反應(yīng)條件下，作者對(duì)苯硼酸的底物范圍進(jìn)行了考察（Scheme 2）。各種鄰、間、對(duì)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(yīng)反應(yīng)條件，能以中等至良好的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到相應(yīng)產(chǎn)物。但甲基取代或環(huán)丙烯取代的苯硼酸不能適應(yīng)反應(yīng)條件，不能得到相應(yīng)產(chǎn)物。 Scheme 2 底物擴(kuò)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(yīng)反應(yīng)條件，能以良好至優(yōu)秀的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到相應(yīng)產(chǎn)物。但當(dāng)R1取代基為非芳基或R3取代基為甲基時(shí)，反應(yīng)不能正常進(jìn)行。 Scheme 3 底物擴(kuò)展 為了證明反應(yīng)的應(yīng)用潛力，作者還進(jìn)行了衍生化反應(yīng)（Scheme 4）。烯基丙二烯（R,E）-3al和3ao可進(jìn)一步與N-甲基馬來酰亞胺和順丁烯二酸酐發(fā)生DA反應(yīng)，能以優(yōu)秀的對(duì)映選擇性和非對(duì)映選擇性得到具有連續(xù)三個(gè)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(duì)映選擇性得到三環(huán)化合物7和8。同時(shí)，作者對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明該反應(yīng)同時(shí)存在動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分和動(dòng)力學(xué)拆分兩種過程。 Scheme 4 衍生反應(yīng) 論文總結(jié)評(píng)價(jià) 復(fù)旦大學(xué)麻生明、錢輝課題組和張俊良團(tuán)隊(duì)共同報(bào)道了鈀和Ming-Phos配體催化外消旋的炔丙醇衍生物與有機(jī)硼酸發(fā)生不對(duì)稱偶聯(lián)反應(yīng)，能以中等至良好的收率和優(yōu)秀的對(duì)映選擇性得到一系列手性聯(lián)烯化合物。同時(shí)，計(jì)算結(jié)果表明該反應(yīng)同時(shí)存在動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分和動(dòng)力學(xué)拆分兩種過程，但水在反應(yīng)中的作用還有待進(jìn)一步研究。 參考文獻(xiàn) [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
