過渡金屬(Pd,Cu,Ni等)催化的不對稱烯丙基烷基化(AAA)反應(yīng)是構(gòu)建手性碳碳鍵的有力工具。其中,過渡金屬Cu能有效的催化非穩(wěn)定親核試劑(pKa>50)與底物發(fā)生AAA反應(yīng)。近年來,F(xiàn)eringa,Alexakis以及Mauduit等課題組在前手性底物與非穩(wěn)定親核試劑的AAA反應(yīng)研究中做出了許多杰出的工作。相比于前手性底物,外消旋底物與非穩(wěn)定親核試劑的AAA反應(yīng)研究仍較少。這主要是因?yàn)橄啾扔谇笆中缘孜铮庀孜镏写嬖谝粚κ中韵喾吹膶τ钞悩?gòu)體,使得外消旋底物與非穩(wěn)定親核試劑的反應(yīng)過程更為復(fù)雜。2009年,Alexakis課題組報(bào)道了首例非穩(wěn)定親核試劑——格式試劑與外消旋的環(huán)烯丙基溴的AAA反應(yīng),反應(yīng)的ee值最高達(dá)到99%,2015年,F(xiàn)letcher課題組報(bào)道了有機(jī)鋯試劑與外消旋的環(huán)烯丙基氯的AAA反應(yīng),反應(yīng)的ee值最高達(dá)到95%。最近,哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)陳芬兒院士團(tuán)隊(duì)的游恒志教授及其成員拓展了該反應(yīng)中非穩(wěn)定親核試劑的范圍,實(shí)現(xiàn)了超高活性的有機(jī)理試劑與外消旋環(huán)烯丙基溴的AAA反應(yīng),反應(yīng)的ee值最高達(dá)到98%。(圖1)
圖1:非穩(wěn)定親核試劑與外消旋底物的AAA反應(yīng) 首先,研究人員以甲基鋰試劑做為親核試劑,以環(huán)己烯溴作為反應(yīng)底物,對反應(yīng)使用的銅鹽以及配體進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)使用溴化亞銅二甲硫醚以及8氫聯(lián)萘酚骨架的亞磷酰胺配體作為催化劑的反應(yīng)效果最好,反應(yīng)的ee值達(dá)到98%。值得一提的是,即使催化劑的當(dāng)量降低至0.5 mol%,該反應(yīng)仍能保持較高的對映選擇性。隨后,研究人員換用不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)鋰試劑,合成了一系列具有光學(xué)活性的烯丙基環(huán)烷烴,他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用高位阻的有機(jī)鋰試劑作為親核試劑時(shí),產(chǎn)物的ee值會出現(xiàn)明顯的下降。最后,研究人員還嘗試探索該反應(yīng)在連續(xù)流條件下的應(yīng)用(圖2)。然而,與間歇反應(yīng)不同是,在連續(xù)流條件下,反應(yīng)的對映選擇性明顯下降。他們推測可能的原因主要有兩個(gè),第一,由于連續(xù)流條件下反應(yīng)時(shí)間僅為0.6秒,導(dǎo)致鋰試劑不與催化劑結(jié)合而直接與底物發(fā)生了反應(yīng)。第二,在間歇反應(yīng)中,鋰試劑是緩慢滴入底物與催化劑的混合體系中的,但是在連續(xù)流條件下,有機(jī)鋰試劑與底物與催化劑的混合體系直接接觸,而導(dǎo)致了催化劑暴露在過多的鋰試劑中生成了有害于反應(yīng)對映選擇性的銅物種,進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)的對映選擇性下降。 圖2:在連續(xù)流條件有機(jī)鋰試劑與環(huán)烯丙基溴下進(jìn)行的AAA反應(yīng) 這項(xiàng)工作不僅實(shí)現(xiàn)了首例鋰試劑與外消旋底物的不對稱AAA反應(yīng),拓展了非穩(wěn)定親核試劑的適用范圍,同時(shí)也為有機(jī)鋰試劑與更為復(fù)雜的外消旋底物的AAA反應(yīng)中奠定了基礎(chǔ)。 論文信息 Copper-Catalyzed Asymmetric Allylic Alkylation of Racemic Cyclic Allyl Bromides with Organolithium Compounds Jun Li, Xiao Song, Dr. Fusong Wu, Prof.?Dr. Hengzhi You, Prof.?Dr. Fen-Er Chen European Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ejoc.202200860














