帶有兩個(gè)不同芳基的三級(jí)立體中心結(jié)構(gòu)在天然產(chǎn)物和藥物中間體中廣泛存在。這類化合物傳統(tǒng)的合成途徑包括:1,1-二芳基烷烴的氫化,芳基親核試劑加成到1-取代芳基烯烴,芐基試劑與親核試劑或親電試劑的交叉偶聯(lián),C-H鍵的芳基化。
到目前為止,過渡金屬催化的苯乙烯對(duì)映選擇性氫芳基化反應(yīng)僅有兩個(gè)實(shí)例,分別為Sigman課題組的鈀催化體系(圖1,a)和Buchwald課題組的鈀/銅催化體系(圖1,b)。Zhou課題組開發(fā)的鎳催化體系實(shí)現(xiàn)了苯乙烯的氫芳基化,但不具有對(duì)映選擇性(圖1,c),如何實(shí)現(xiàn)鎳催化苯乙烯對(duì)映選擇性氫芳化仍面臨挑戰(zhàn)。
上海有機(jī)所梅天勝課題組發(fā)展了苯乙烯對(duì)映選擇性氫芳化的鎳催化體系。在這個(gè)體系中,利用甲醇作為氫源,手性雙惡唑啉類化合物作為配體。在相同條件下,作者也實(shí)現(xiàn)了苯乙烯對(duì)映選擇性氫烯化(見圖1,d)。
圖1(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)
通過對(duì)條件篩選(圖2),作者確立了Ni(cod)2作為催化劑,L4為配體(結(jié)構(gòu)見圖1,L4),甲醇為氫源的最優(yōu)條件。在該過程中,對(duì)惡唑啉配體的取代基做了詳細(xì)研究(見圖2, entry 8-15)。
圖2(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)
在最優(yōu)條件下,作者對(duì)反應(yīng)底物苯乙烯和硼酸的適用性做了驗(yàn)證(圖3,圖4)。大部分取代基的產(chǎn)率都較好。其中,取代基為酯基、氰基、酮羰基、氯的苯乙烯的產(chǎn)率很低,α-或β-取代的苯乙烯活性也很差。
圖3(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)
圖4(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)
為了證明該反應(yīng)的實(shí)用價(jià)值,作者還對(duì)其進(jìn)行克級(jí)實(shí)驗(yàn)(圖5,a),合成(R)-(-)-Ibuprofen(圖5,b),利用已合成的化合物3j做進(jìn)一步的反應(yīng)等途徑進(jìn)行驗(yàn)證(圖5,c)。
圖5(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)
為了確定氫的來源,作者做了氘標(biāo)記實(shí)驗(yàn)(圖6),分別利用CD3OH、CH3OD以及氘代底物11-D在最優(yōu)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明了氫源來自于甲醇的羥基氫。
圖6(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)
小結(jié):上海有機(jī)所梅天勝課題組開發(fā)了鎳催化體系,實(shí)現(xiàn)苯乙烯對(duì)映選擇性氫烯化和氫芳化,并通過合成(R)-(-)-Ibuprofen等實(shí)驗(yàn)證實(shí)了反應(yīng)的實(shí)用價(jià)值。在機(jī)理研究方面,作者通過氘標(biāo)記實(shí)驗(yàn)確定了氫源來自于甲醇的羥基氫。
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