手性高烯丙醇是一類在生物活性分子中頗為常見的結構，同時也是在有機合成中應用廣泛的合成砌塊。合成手性高烯丙醇的傳統(tǒng)方法需要使用化學計量的有機金屬試劑與羰基化合物發(fā)生加成反應，而由于烯丙基金屬物種的高活性，很難以高度的立體選擇性得到所需產(chǎn)物。隨著過渡金屬催化不對稱反應的發(fā)展，使用活性可控的過渡金屬絡合物實現(xiàn)此策略顯得更有潛力。近日，中國科學院上海有機化學研究所的孟繁柯課題組通過使用反應中原位生成的Cu–H絡合物，在手性配體輔助下實現(xiàn)了1,3-二烯與酸酐的不對稱還原偶聯(lián)反應，得到一系列具有順式烯烴的高烯丙醇產(chǎn)物。反應具有高效率和高度的對映選擇性，且產(chǎn)物能經(jīng)過衍生化得到順式的1,3-二醇。
圖1 銅催化1,3-二烯與酸酐的不對稱還原偶聯(lián)反應及產(chǎn)物的衍生化 孟繁柯課題組發(fā)現(xiàn)，盡管銅催化單取代烯烴的不對稱氫官能團化反應已經(jīng)得到了較為成熟的發(fā)展，但使用烯丙基金屬物種來實現(xiàn)高烯丙醇或高烯丙胺的高效、高選擇性合成方法仍是有限的。這主要是由于烯丙基碳–金屬鍵的異構化和消旋化速率與對羰基化合物對加成反應存在強烈的競爭關系，使得在形成C–C鍵的過程中難以產(chǎn)生手性誘導。同時M–H物種在部分反應條件下更容易直接將親電的羰基化合物還原，而非與底物發(fā)生氫金屬化反應。在前期研究（Org. Lett. 2018, 20, 7288）的啟發(fā)下，該課題組將親電試劑換為活性較低的酸酐，并通過手性配體的篩選，實現(xiàn)了高烯丙醇的高效、高選擇性合成。反應對一系列1,3-二烯和酸酐的兼容性均較好，特別是能兼容烷基取代的酸酐，且均能取得中等至優(yōu)秀的產(chǎn)率和立體選擇性。 圖2 可能的反應機理 基于現(xiàn)有報道和此前對手性銅硼物種參與的加成反應的探索，作者對反應的催化循環(huán)提出了假設（圖2）。二價的醋酸銅在反應中經(jīng)配體位、硅烷還原，得到一價銅物種LCuX（X 一般為OAc），進入催化循環(huán)，CuX再與硅烷發(fā)生配體交換，得到具有催化活性的銅氫物種LCuH。銅氫物種在反應中有兩個去向，其一是與1,3-二烯發(fā)生加成反應得到烯丙基銅中間體Ⅰ，Ⅰ與苯甲酸酐經(jīng)六元環(huán)過渡態(tài)TS1得到Ⅱ。Ⅱ可以發(fā)生β-消除反應，脫去一分子苯甲酸銅得到酮Ⅲ，苯甲酸銅可以繼續(xù)與硅烷發(fā)生配體交換反應，使銅氫物種再生；其二是將酮Ⅲ還原得到芐氧基銅中間體Ⅳ，再與硅烷發(fā)生配體交換得到硅醚Ⅴ，同時再生銅氫物種。硅醚中的硅保護基在后處理中可被氟化銨-甲醇溶液脫除，從而得到目標產(chǎn)物高烯丙醇。對其它含有不飽和鍵底物的立體選擇性轉化以及對相關機理的更深入探索仍然是進一步的研究目標。 論文信息 Cu-Catalyzed Enantioselective Reductive Coupling of 1,3-Dienes and Carboxylic Acid Anhydrides Dr. Wenxin Lu, Prof.?Dr. Qinglei Chong, Prof.?Dr. Fanke Meng Asian Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ajoc.202300436
