近來，雙手性金屬催化引起了合成化學(xué)家的極大關(guān)注。在雙手性金屬催化領(lǐng)域，目前主要集中在稀有貴金屬/稀有貴金屬與稀有貴金屬/豐產(chǎn)金屬組成的催化體系中，而由豐產(chǎn)金屬/豐產(chǎn)金屬組成的雙手性金屬催化體系目前發(fā)展仍相對滯后。這主要是因?yàn)樨S產(chǎn)金屬的原子半徑通常比稀有貴金屬的原子半徑小使得其與手性配體結(jié)合時(shí)形成的咬合角比稀有金屬更大，造成兩個(gè)雙手性金屬催化劑在互相靠近時(shí)會在三維空間上更加擁擠，更容易產(chǎn)生匹配/不匹配效應(yīng)。
過渡金屬催化的芐基取代反應(yīng)與烯丙基取代反應(yīng)類似，反應(yīng)過程中都涉及到p-烯丙基金屬物種。然而，芐基取代反應(yīng)需要克服能壘較高的去芳構(gòu)化過程，使得過渡金屬催化的不對稱芐基取代反應(yīng)面臨諸多挑戰(zhàn)。目前只有幾例不對稱催化反應(yīng)且都是使用稀有貴金屬鈀，豐產(chǎn)金屬催化的不對稱芐基化反應(yīng)尚未報(bào)道。金屬鎳由于其具有廉價(jià)易得、電負(fù)性低與氧化加成容易等特點(diǎn)，使得鎳催化的反應(yīng)近來得到了空前的發(fā)展。在前期雙金屬研究的基礎(chǔ)上，上海交通大學(xué)張萬斌團(tuán)隊(duì)利用Ni/Cu組成的雙手性豐產(chǎn)金屬催化體系，成功實(shí)現(xiàn)了醛亞胺酯的不對稱芐基取代反應(yīng)，這是首例基于豐產(chǎn)金屬Ni催化的不對稱芐基取代反應(yīng)。 在最優(yōu)條件下，作者對底物范圍進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，不同取代的醛亞胺酯、環(huán)狀亞胺酯以及不同取代的萘環(huán)與雜芳環(huán)芐基底物都可以兼容該Ni/Cu雙手性催化體系，以高對映選擇性獲得各種芐基取代的氨基酸。 作者在前期的條件探索中發(fā)現(xiàn)，在Pd/Cu雙手性金屬體系中需要在50 °C下加入當(dāng)量的Cs2CO3反應(yīng)才可以順利進(jìn)行，而在Ni/Cu雙手性金屬體系中在室溫下不需要堿反應(yīng)就能順利發(fā)生，且動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)Ni/Cu雙金屬體系的初始反應(yīng)速率明顯高于Pd/Cu體系。理論計(jì)算研究發(fā)現(xiàn)雖然h3-芐基金屬鈀要比h3-芐基金屬鎳中間體穩(wěn)定，但芐基鎳的親電指數(shù)明顯高于芐基鈀中間體，且金屬Ni與手性配體BINAP形成的咬合角 (96.98°) 確實(shí)比金屬Pd (94.61°) 的大；進(jìn)一步的計(jì)算發(fā)現(xiàn)手性金屬Ni絡(luò)合物與手性金屬Cu絡(luò)合物之間的非鍵相互作用要強(qiáng)于手性金屬Pd絡(luò)合物與手性金屬Cu絡(luò)合物，這些因素共同促使了該反應(yīng)可以在較為溫和的反應(yīng)條件下進(jìn)行。 上海交通大學(xué)張萬斌課題組發(fā)展了Ni/Cu雙手性金屬催化體系，成功實(shí)現(xiàn)了醛亞胺酯的不對稱芐基化反應(yīng)。這是首例基于金屬鎳催化的不對稱芐基取代反應(yīng)。該反應(yīng)為合成高對映選擇性α-芐基取代的手性氨基酸提供了一種有效的方法。 論文信息 Nickel/Copper-Cocatalyzed Asymmetric Benzylation of Aldimine Esters for the Enantioselective Synthesis of α-Quaternary Amino Acids Youbin Peng, Chongyu Han, Yicong Luo, Guanlin Li, Xiaohong Huo, and Wanbin Zhang* Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202203448
