導(dǎo)讀
近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所研究員劉永宏課題組助理研究員廖升榮與美國(guó)加州大學(xué)教授張立明及意大利帕維亞大學(xué)教授Giuseppe Zanoni合作，以南海海洋所為第一單位在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志(Angew. Chem. Int. Ed.)上發(fā)表題為Bifunctional Ligand Enables Efficient Gold-Catalyzed Hydroalkenylation of Propargylic Alcohol (2018, 57, 8250–8254) 的研究論文，首次報(bào)道了在雙功能配體Au(I)催化劑的催化下，通過(guò)分子間有機(jī)烯基硼酸鹽底物對(duì)炔烴的加成，高效、快速、室溫條件下合成末端取代的支鏈二烯醇衍生物。
末端取代支鏈二烯醇結(jié)構(gòu)是海洋天然產(chǎn)物大環(huán)內(nèi)酯amphidinolide家族(C1、C2、C3和F等)的重要結(jié)構(gòu)單元，也是海洋天然產(chǎn)物如(+)-amphirionin-4和halicyclamine A等的重要合成中間體（圖1）。利用該方法能夠高效、條件溫和地構(gòu)建這些天然產(chǎn)物中的鄰二烯醇結(jié)構(gòu)，并且操作簡(jiǎn)便，無(wú)需無(wú)水無(wú)氧高溫等嚴(yán)苛反應(yīng)條件，該方法為這類(lèi)海洋天然產(chǎn)物的合成提供了一種新的思路。
圖1. 含有鄰二烯醇結(jié)構(gòu)及以該結(jié)構(gòu)為重要合成中間體的海洋天然產(chǎn)物
末端取代支鏈二烯醇的常見(jiàn)合成方法是采用Suzuki Miyaura反應(yīng)，利用烯基硼酸底物與支鏈鹵代烯烴發(fā)生C-C偶聯(lián)而得到。但由于鹵代支鏈底物需要特殊制備，以及產(chǎn)物烯鍵鄰位羥基的手性在催化偶聯(lián)過(guò)程中較難維持，而使得其制備過(guò)程難度較大，Suzuki Miyaura反應(yīng)需要無(wú)氧高溫反應(yīng)條件，操作繁瑣，條件苛刻，亟需發(fā)展操作簡(jiǎn)單、高效、條件溫和的合成方法。為克服上述缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)構(gòu)建的末端取代支鏈二烯醇的一種新方法，實(shí)用性強(qiáng)、范圍廣。適用于多取代的烯基硼酸鹽和炔醇，也適用于含有不飽和鍵、雜環(huán)、酯基、酰胺、硅基等的多種底物。不需要無(wú)水無(wú)氧條件，室溫下便可進(jìn)行反應(yīng)。
圖2. 催化反應(yīng)設(shè)計(jì)思路
該反應(yīng)的機(jī)制相對(duì)簡(jiǎn)單，配體中的N原子與炔醇中的羥基氫產(chǎn)生氫鍵作用，促進(jìn)羥基氧對(duì)硼原子的進(jìn)攻，導(dǎo)致與硼連接的碳原子進(jìn)攻被Au(I)活化的炔鍵，最后通過(guò)脫硼與Au(I)的氫解，得到產(chǎn)物與催化劑，而催化劑又參與了下一個(gè)循環(huán)（圖2）。配體中的叔胺N原子雖然扮演著類(lèi)似一種常規(guī)堿的作用，但其更重要的角色則是將炔醇拉近催化活性中心，將整個(gè)催化反應(yīng)構(gòu)建在一種近似分子內(nèi)反應(yīng)的催化模式下進(jìn)行。與外加堿(Et3N)的催化反應(yīng)相比，催化效率大大提高，模板反應(yīng)產(chǎn)率從16%提高到77%，突顯雙功能催化配體在催化過(guò)程中的高效催化作用。同時(shí)通過(guò)化學(xué)計(jì)算（DFT），該反應(yīng)催化機(jī)制也得到了比較詳細(xì)的研究（圖3）。
圖3. 采用化學(xué)計(jì)算（DFT）對(duì)催化機(jī)制進(jìn)行研究
該項(xiàng)目得到了國(guó)家留學(xué)基金委的資助。
http://www.scsio.ac.cn/xwzx/kydt/201807/W020180706377004488834.pdf
