炔烴作為有機合成中理想的合成原料之一。近幾十年來，已經(jīng)實現(xiàn)了多種通過炔烴高效制備前手性分子的策略。炔烴具有兩個不飽和度，理論上可以對映選擇性地引入兩個及以上官能團，以形成高價值的手性分子，然而該不對稱轉(zhuǎn)化策略仍遠遠滯后。一方面，通過鈷或銅催化，實現(xiàn)了一些炔烴的不對稱級聯(lián)氫官能團化反應(yīng)。此外，利用手性磷酸也實現(xiàn)了一些協(xié)同催化體系，不對稱地合成手性酮化合物。另外一方面，炔烴不對稱的1,2-雙官能團化反應(yīng)報道相對較少，陸展課題組通過配體接力策略合成了手性1,2-氨基硅烷烴。炔烴不對稱的區(qū)域發(fā)散雙官能團化反應(yīng)可從同一原料出發(fā)，制備兩個高價值的異構(gòu)手性分子，是具有吸引力且理想的合成方法，然而這一領(lǐng)域仍有待開發(fā)
近日，東北師范大學(xué)熊濤教授、張前教授、朱博副教授和關(guān)威教授，發(fā)展了一種銅催化配體調(diào)控的端炔區(qū)域發(fā)散的不對稱雙官能團化反應(yīng)。該反應(yīng)具有良好的官能團耐受性、廣泛的底物范圍（>150個實例）和溫和的反應(yīng)條件。結(jié)合密度泛函理論計算，表明了這種配體控制的區(qū)域及立體選擇性起源。 在最優(yōu)條件下，作者對該反應(yīng)底物適用范圍進行了考察。對于1,1-雙官能團化反應(yīng)，適用于一系列苯乙炔衍生物、烷基取代末端炔烴及烯丙基磷酸酯。值得注意的是，工業(yè)氣體乙炔與丙炔，也可以良好的對映選擇性進行轉(zhuǎn)化。對于1,2-雙官能團化反應(yīng)，一系列苯乙炔衍生物及烯丙基磷酸酯也可以優(yōu)異的對映選擇性有效進行反應(yīng)。此外，該方法在復(fù)雜生物活性分子的后期功能化和簡化天然產(chǎn)物(Bruguierol A)關(guān)鍵中間體的合成路線方面具有重要價值。 詳細的DFT計算表明，使用L9配體，決定區(qū)域及立體選擇性步驟的能量差異支持實驗觀察到的1,2-雙官能團化產(chǎn)物；而使用L3配體，得到的是1,1-雙官能團化產(chǎn)物。進行形變/相互作用分析和能量分解分析(EDA)發(fā)現(xiàn)，對L9配體，決定區(qū)域選擇性的關(guān)鍵因素是最穩(wěn)定的過渡態(tài)結(jié)構(gòu)具有更少的底物形變；決定立體選擇性的主要因素是最穩(wěn)定的過渡態(tài)結(jié)構(gòu)中底物與催化劑之間更強的相互作用，其中Cu-H與底物部分的相互作用對穩(wěn)定性起最大貢獻。而在L3配體中，底物和催化劑之間更強的相互作用是決定區(qū)域選擇性的主要因素，其中Cu-H與底物部分的相互作用占主導(dǎo)；最穩(wěn)定的過渡態(tài)結(jié)構(gòu)具有更少的催化劑形變是決定立體選擇性的關(guān)鍵因素。 綜上，該工作首次報道了一種銅催化配體調(diào)控的端炔區(qū)域發(fā)散的不對稱雙官能團化反應(yīng)。乙炔和丙炔氣體的成功轉(zhuǎn)化，顯示了工業(yè)級應(yīng)用的重要潛力。結(jié)合DFT計算，揭示了這種配體控制的區(qū)域及立體選擇性起源。該工作的研究為以簡單炔烴為原料合成其他重要手性分子提供新思路。 該工作實驗部分主要由東北師范大學(xué)博士研究生王斯敏完成，由熊濤教授、張前教授指導(dǎo)；理論計算部分由共同第一作者碩士研究生陳可欣完成，由朱博副教授、關(guān)威教授指導(dǎo) 論文信息 Copper-Catalyzed Regiodivergent Asymmetric Difunctionalization of Terminal Alkynes Simin Wang, Kexin Chen, Junbo Niu, Xiaobing Guo, Xiuping Yuan, Jianjun Yin, Prof. Bo Zhu, Dazhen Shi, Prof. Wei Guan, Prof. Tao Xiong, Prof. Qian Zhang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202410833
