醇是自然界與實(shí)驗(yàn)室中常見的化學(xué)合成原料，但其反應(yīng)活性相對(duì)較低。通過使用高效的催化劑去除氫，可以將不活潑的醇氧化為更具活性的羰基化合物（例如醛或酮），然后將羰基化合物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最后由催化劑還原將氫歸還，這種方法被稱為“借氫串聯(lián)反應(yīng)”。催化不對(duì)稱借氫串聯(lián)反應(yīng)是近年來發(fā)展的一種合成手性醇或手性胺等化合物的方法，已成為一個(gè)頗受關(guān)注的綠色合成策略。
以消旋的烯丙醇作為底物，在合適的手性催化劑的作用下，通過借氫串聯(lián)反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)一系列具有潛在利用價(jià)值的轉(zhuǎn)化，包括：1）動(dòng)力學(xué)拆分烯丙醇，分別得到手性富集的烯丙醇和a,b-不飽和酮；2）親核試劑經(jīng)1，4-加成得到b-取代的羰基化合物中間體；3）不對(duì)稱氫化還原羰基化合物中間體生成g-取代的手性二級(jí)醇。由于借氫串聯(lián)反應(yīng)的可逆性，準(zhǔn)確將其停留在不同的反應(yīng)階段，同時(shí)實(shí)現(xiàn)手性控制是一項(xiàng)較大的挑戰(zhàn)；尤其是實(shí)現(xiàn)第三階段，要求手性催化劑既可以手性識(shí)別烯丙醇，又可以不對(duì)稱還原羰基化合物中間體，這需要手性催化劑具備較強(qiáng)的兼容性。 近日，南方科技大學(xué)格拉布斯研究院邢祥友副研究員和化學(xué)系余沛源副教授合作，使用單一手性釕催化劑，在實(shí)現(xiàn)烯丙醇的動(dòng)力學(xué)拆分的同時(shí)，經(jīng)借氫串聯(lián)反應(yīng)制備了一系列γ-取代的手性二級(jí)醇，并通過對(duì)反應(yīng)條件優(yōu)化與調(diào)控，精確實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)反應(yīng)過程的分步控制。 作者通過DFT計(jì)算對(duì)該反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了探索，其中對(duì)關(guān)鍵過渡態(tài)的研究發(fā)現(xiàn)，催化劑與底物之間的非共價(jià)相互作用（π-π堆積）很可能對(duì)控制反應(yīng)的立體選擇性（手性識(shí)別與手性誘導(dǎo)）起到了決定性的作用。 在該工作中，南方科技大學(xué)邢祥友和余沛源團(tuán)隊(duì)利用單一手性的釕催化劑以及合適的氫源或氫受體，通過借氫串聯(lián)反應(yīng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了烯丙醇的高效動(dòng)力學(xué)拆分與轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算共同揭示了非共價(jià)相互作用在立體化學(xué)控制方面的重要作用。作者期望在這個(gè)工作的基礎(chǔ)上，將來能夠進(jìn)一步的利用非共價(jià)相互作用等電子效應(yīng)，來設(shè)計(jì)更加高效有用的不對(duì)稱催化反應(yīng)。 論文信息： Simultaneous Kinetic Resolution and Asymmetric Induction within a Borrowing Hydrogen Cascade Mediated by a Single Catalyst Xiangyou Xing, Ming Yu Jin, Yali Zhou, Dengmengfei Xiao, Yipeng You, Qianqian Zhen, Guanyu Tao, Peiyuan Yu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202112993
