氮雜環(huán)卡賓（以下簡稱“卡賓”）是一類重要的有機(jī)小分子催化劑，在不對稱催化中發(fā)揮著重要作用。從早期卡賓催化醛經(jīng)Breslow中間體的Benzoin和Stetter反應(yīng)，到新千年后卡賓催化烯醛經(jīng)高烯醇中間體的加成反應(yīng)，卡賓催化極性翻轉(zhuǎn)的反應(yīng)一直吸引著有機(jī)化學(xué)家。近年來，卡賓催化Michael受體、醛亞胺、吡啶鎓鹽和氯甲基取代芳香醛等的極性翻轉(zhuǎn)也相繼被報道?？ㄙe催化中新型極性翻轉(zhuǎn)反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，推動著新型活化模式的發(fā)展，具有重要意義。
近日，中國科學(xué)院化學(xué)研究所葉松研究員團(tuán)隊報道了氮雜環(huán)卡賓催化烯醛與羧酸的不對稱氧化偶聯(lián)反應(yīng)，高價碘試劑的引入改變了催化反應(yīng)中烯醇負(fù)離子中間體的極性。該催化體系條件溫和，以商業(yè)易得的羧酸作為偶聯(lián)試劑，高對映選擇性地得到一系列α-酰氧基-β,γ-不飽和酯類化合物。
在最優(yōu)條件下，作者對羧酸和烯醛底物的適用范圍進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，非環(huán)狀或環(huán)狀的脂肪酸，以及不同取代的苯甲酸和肉桂酸等均能參與反應(yīng)，以中等到良好的收率，良好的區(qū)域選擇性和優(yōu)異的對映選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物。此外，當(dāng)以1-金剛烷酸作為偶聯(lián)試劑對烯醛進(jìn)行考察時，反應(yīng)均表現(xiàn)出優(yōu)異的區(qū)域選擇性和對映選擇性。 作者對該反應(yīng)的實用性進(jìn)行了考察。作者發(fā)現(xiàn)反應(yīng)放大至5毫摩爾規(guī)模依然可以取得良好的收率和優(yōu)異的對映選擇性。作者對所獲得的α-酰氧基-β,γ-不飽和酯進(jìn)行了豐富的化學(xué)轉(zhuǎn)化，制備了一系列手性烯丙醇、二醇、α-羥基酯及環(huán)氧類化合物。以上表明該催化反應(yīng)具有良好的應(yīng)用前景。 反應(yīng)機(jī)理上，作者認(rèn)為，游離后的卡賓催化劑（I）活化烯醛，形成烯醇負(fù)離子中間體II，其與高價碘試劑結(jié)合后得到關(guān)鍵中間體III。此時，烯醇α-位的極性發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由原來的親核型變?yōu)橛H電型。隨后，中間體III接受羧酸負(fù)離子的進(jìn)攻，得到α-酰氧基取代的?；蛑虚g體IV。最后，甲醇作為親核試劑進(jìn)攻?；?，得到目標(biāo)產(chǎn)物，并再生卡賓催化劑，完成催化循環(huán)。 論文信息 Enantioselective N-Heterocyclic Carbene Catalyzed α-Oxidative Coupling of Enals with Carboxylic Acids Using an Iodine(III) Reagent Yuan-Yuan Xu, Dr. Zhong-Hua Gao, Cao-Bo Li, Prof.?Dr. Song Ye Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202218362
