上海有機(jī)所在手性雙核銅絡(luò)合物催化的不對(duì)稱炔丙基取代反應(yīng)方面取得新進(jìn)展
文章來源:上海有機(jī)化學(xué)研究所 | 發(fā)布時(shí)間:2023-10-26 | 【打印】 【關(guān)閉】
中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所金屬有機(jī)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王曉明課題組致力于研究多金屬物種參與的反應(yīng)體系,包括通過金屬間電子傳遞、基團(tuán)轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn)性的轉(zhuǎn)化過程和探究內(nèi)在規(guī)律、仿酶的雙多核金屬催化劑的開發(fā)和金屬物種的現(xiàn)場(chǎng)簇集和催化等。近日,在該課題組已經(jīng)取得一定進(jìn)展的雙(多)核金屬催化的工作基礎(chǔ)上(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 11799; ACS Catal. 2021, 11, 13696; Nat. Commun. 2021, 12, 3813; ACS Cent. Sci. 2022, 8, 581; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 10.1002/anie.202307973),他們與合作者開發(fā)了一類結(jié)構(gòu)明確的手性雙核銅絡(luò)合物,并首次實(shí)現(xiàn)了雙核銅催化的(動(dòng)態(tài))動(dòng)力學(xué)拆分的不對(duì)稱炔丙基取代反應(yīng)。通過與藍(lán)宇教授課題組合作,提出了雙核銅中兩個(gè)銅核在與乙炔基和亞丙二烯基配體配位時(shí)的雙功能作用(Chem. 2023, 10.1016/j.chempr.2023.09.006)。
銅催化的不對(duì)稱炔丙基取代反應(yīng)能夠高效構(gòu)建手性的炔丙基化合物,在不對(duì)稱催化中占有重要地位。自van Maarseveen和Nishibayashi等在 2008 年首次報(bào)道銅催化的不對(duì)稱炔丙基胺化反應(yīng)以來,該領(lǐng)域取得了快速的發(fā)展。通常情況下,銅鹽和手性配體現(xiàn)場(chǎng)制備銅絡(luò)合物作為催化劑。該領(lǐng)域中長期以來存在一個(gè)假設(shè),就是現(xiàn)場(chǎng)生成了雙核的銅中間體,并且它們是反應(yīng)的活性催化物種。這與一些研究工作中觀察到明顯的非線性效應(yīng)相一致,一些原位組裝的雙核銅物種也確實(shí)被分離鑒定。然而,迄今為止,沒有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的雙核銅催化的不對(duì)稱炔丙基取代反應(yīng)的報(bào)道,雙核銅催化的機(jī)制,依舊是一個(gè)未解之謎。
近日,王曉明課題組與合作者開發(fā)了基于手性苯并[c]噌啉雙噁唑啉配體的雙核銅絡(luò)合物,兩個(gè)銅原子被配體中的四個(gè)氮原子配位并“包裹”在配體的中心。該類型絡(luò)合物在多類親核試劑參與的不對(duì)稱炔丙基取代反應(yīng)中表現(xiàn)優(yōu)異,并首次實(shí)現(xiàn)了銅催化的高對(duì)映選擇性的炔丙醇衍生物的動(dòng)力學(xué)拆分。該催化體系對(duì)于多種伯胺、仲胺和碳/氧親核試劑,以及芳香和脂肪族炔丙酯底物,均能適用。此外,反應(yīng)對(duì)于季碳炔丙酯底物和環(huán)狀炔丙酯底物也能夠兼容,從而有效地構(gòu)建了含季碳手性中心的炔丙基化產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)研究和DFT理論計(jì)算表明,雙核銅結(jié)構(gòu)在催化過程中保持完整,并提出了雙核銅中兩個(gè)銅核在與乙炔基和亞丙二烯基配體配位時(shí)的雙功能作用。雙核銅中一個(gè)銅與炔基形成 鍵,另一個(gè)銅與炔烴存在 相互作用,這種不對(duì)稱配位模式是影響炔丙酯衍生物動(dòng)力學(xué)拆分的關(guān)鍵因素。

圖1 手性雙核銅絡(luò)合物催化的不對(duì)稱炔丙基取代反應(yīng)
該工作得到科技部、自然科學(xué)基金委、上海有機(jī)所以及金屬有機(jī)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力資助。
