手性多取代環(huán)丙烷及其衍生物是許多生物活性分子以及天然產(chǎn)物的重要骨架，常用于一些藥物設(shè)計(jì)中；此外，環(huán)丙烷由于其獨(dú)特的反應(yīng)性和多樣性的轉(zhuǎn)化，在合成化學(xué)中廣受青睞。近年來，化學(xué)家們相繼開發(fā)了基于金屬卡賓對烯烴發(fā)生環(huán)丙烷化構(gòu)建多取代環(huán)丙烷的方法，其中利用Rh(II), Ru(II), Co(II), Cu(I/II), Fe(II)等手性配合物可以實(shí)現(xiàn)不對稱環(huán)丙烷化；然而，要同時(shí)控制三個(gè)相鄰碳立體中心實(shí)現(xiàn)高取代（五或六取代）環(huán)丙烷的催化不對稱合成仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，文獻(xiàn)僅有零星的幾例報(bào)道。
近日，南方科技大學(xué)徐明華教授團(tuán)隊(duì)基于低配位態(tài)的一價(jià)銠卡賓化學(xué)的研究，發(fā)展了一個(gè)高效的Rh(I)/手性雙烯配合物催化體系，成功實(shí)現(xiàn)了各種多取代烯丙酯重氮化合物的分子內(nèi)不對稱環(huán)丙烷化反應(yīng)，能夠以良好的收率和優(yōu)異的對映選擇性得到含雙環(huán)[3.1.0]結(jié)構(gòu)的五取代環(huán)丙烷類化合物。該方法的催化劑用量可以低至0.1 mol%，反應(yīng)條件溫和，操作簡便，底物普適性好。
在最優(yōu)條件下，作者對芳基重氮烯丙酯的適用范圍進(jìn)行考察。針對重氮donor部分連有吸電子、給電子基團(tuán)時(shí)，反應(yīng)均能獲得良好的收率以及對映選擇性，而且吡啶、噻吩芳環(huán)取代的底物也適用于該體系；其次，與烯基相連的各種取代芳基、稠雜環(huán)、烷基底物都能取得優(yōu)異的結(jié)果，尤其是可以通過調(diào)節(jié)烯烴的順反，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)非對映體的對映選擇性制備；另外，作者還嘗試了將該催化不對稱環(huán)丙烷化方法應(yīng)用于一些具有烯丙醇片段的天然醇，如香葉醇、橙花醇、法尼醇、植物醇、2H-β-紫羅蘭酮衍生物的轉(zhuǎn)化中，在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下，同樣都能以良好到優(yōu)秀的收率和對映選擇性得到一系列高光學(xué)活性的含γ-丁內(nèi)酯及五取代環(huán)丙烷結(jié)構(gòu)的類藥分子。 作者通過密度泛函理論(DFT)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：重氮酯上的芳環(huán)與手性雙烯配體上的苯環(huán)之間的π-π stacking對反應(yīng)的立體選擇性控制起著關(guān)鍵誘導(dǎo)作用；值得注意的是，對TS2-1的過渡態(tài)計(jì)算表明，烯丙基雙鍵內(nèi)測的烯氫會指向銠催化劑的氯原子，且兩個(gè)原子的距離較近，約為2.38 ?，使得在烯丙基雙鍵內(nèi)側(cè)再引入取代基會與氯原子產(chǎn)生空間排斥，不利于反應(yīng)發(fā)生，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致；此外，烯烴末端上的兩個(gè)取代基指向均遠(yuǎn)離催化中心，這與反應(yīng)底物范圍廣的結(jié)果也是一致的。 在該工作中，徐明華教授團(tuán)隊(duì)利用低配位態(tài)的一價(jià)銠/手性雙烯催化體系，實(shí)現(xiàn)了多取代烯烴衍生的α-芳基重氮烯丙酯的分子內(nèi)不對稱環(huán)丙烷化反應(yīng)；該方法可以在非常溫和的條件下實(shí)現(xiàn)，并且在0.1 mol%的催化劑存在下，高效、快速構(gòu)建一系列含有三個(gè)連續(xù)立體中心(包括兩個(gè)季碳手性中心)的雙環(huán)/五取代環(huán)丙烷類化合物；產(chǎn)物通過官能團(tuán)的多樣性轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)各種高光學(xué)純度的五取代環(huán)丙烷化合物的合成。 論文信息 Low Coordination State Rh(I)-Complex as High Performance Catalyst for Asymmetric Intramolecular Cyclopropanation: Construction of penta-Substituted Cyclopropanes Junyou Zhang, Weici Xu, Ming-Hua Xu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202216799
