上海有機所金屬銥催化的不對稱烯丙基取代反應(yīng)研究取得新進展
最近十年來，金屬銥催化的不對稱烯丙基取代反應(yīng)逐漸發(fā)展成一種高效地構(gòu)建碳–碳鍵與碳–雜原子鍵的方法：從單邊取代的烯丙基碳酸酯底物出發(fā)，可以高效率、高對映選擇性地得到支鏈烯丙基取代產(chǎn)物。Feringa類亞磷酰胺配體是目前該類反應(yīng)中最常使用的手性配體。然而該反應(yīng)的底物普適性還比較有限，特別是在烯丙基底物方面存在著一種“鄰位不利效應(yīng)”，即當(dāng)使用苯環(huán)鄰位帶有取代基的肉桂碳酸酯底物時，反應(yīng)的收率和對映選擇性一般都會有明顯的降低。
2009年，中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所的游書力研究員課題組從2-甲基四氫喹啉出發(fā)設(shè)計合成了一種新型的N-芳基亞磷酰胺配體（L1），能夠有效地克服“鄰位不利效應(yīng)”。苯環(huán)鄰位帶有取代基的肉桂碳酸酯底物在吲哚3-位的不對稱烯丙基烷基化反應(yīng)中都能取得很好的結(jié)果（Liu, W.-B.; He, H.; Dai, L.-X.; You, S.-L. Synthesis 2009, 2076-2082.）。此外，該配體還被成功地應(yīng)用于吲哚和吡咯的不對稱烯丙基去芳構(gòu)化反應(yīng)中，高收率、高立體選擇性地構(gòu)建在天然產(chǎn)物和藥物活性分子中廣泛存在的手性螺環(huán)骨架（Wu, Q.-F.; He, H.; Liu, W.-B.; You, S.-L. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 11418-11419. Zhuo, C.-X.; Liu, W.-B.; Wu, Q.-F.; You, S.-L. Chem. Sci., 2012, 3, 205-208）。
最近，該小組研究人員通過理論計算和實驗研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的Feringa類配體不同，配體L1在金屬銥的作用下在四氫喹啉環(huán)的8-位發(fā)生芳基碳?xì)滏I活化所形成的環(huán)銥物種是不對稱烯丙基取代反應(yīng)中真正的活性催化物種。該物種在空間結(jié)構(gòu)上與Feringa類配體參與反應(yīng)時所形成的活性物種不同，具有相對較大的手性反應(yīng)空腔，因而能夠容納大位阻的含有鄰位取代基的肉桂碳酸酯底物進行反應(yīng)。進一步研究表明，金屬銥催化的不對稱烯丙基取代反應(yīng)的對映選擇性不是由親核試劑進攻π-烯丙基銥中間體的面選擇性控制，而是由endo和exo兩種構(gòu)型的π-烯丙基銥中間體的形成速度差異所決定。這部分工作以全文的形式在《美國化學(xué)會志》雜志發(fā)表（Liu, W.-B.; Zheng, C.; Zhuo, C.-X.; Dai, L.-X.; You, S.-L. J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 4812-4821）。
該項工作獲得中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委和科技部的資助。
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