近年来,卡宾在催化反应方面取得了极大的成功,它的一个优点是可以催化产生不同的活化模式进行多样反应,由此使其能够完美地应用于多米诺反应(图1),尤其是卡宾催化产生的α,β-不饱和酰基唑缺电子中间体可以与多种试剂进行多米诺反应。这些研究尽管让该领域取得了很大的进展,但卡宾催化的经α,β-不饱和酰基唑的多米诺反应一般仅涉及二重或三重反应,而发展具有新型反应途径的多米诺反应(例如四重多米诺反应)是研究人员一直以来的期望,其可以有效地构建更加复杂有用的化合物(图2)。
图1. 图片来源:iScience, 2018, 2, 1
图2. 图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
虽然概念简单,但是要实现此类反应需要克服几个挑战性问题。首先是化学选择性,因为反应底物中含有Nu1、Nu2、Nu3、E四个反应位点,需要设计合适的底物克服a-c反应途径;其次是选择合适的卡宾催化剂,实现高对映选择性(图2)。
近日,亚琛工业大学的陈祥雨博士与Dieter Enders教授报道了一种新型的卡宾催化的四重多米诺反应(图3),以较高的收率、优秀的ee值制备了一系列手性的cyclopenta[c]-fused chromenones,并且通过DFT计算与对照试验对反应机理做进一步的了解。文章的第一作者是亚琛工业大学的博士刘强。在反应体系中,他们利用含有硝基的四元并环Mes四氟硼酸盐作为催化剂,四甲基乙二胺为碱,联苯醌作为氧化剂,氯化锂作为协同路易斯酸催化剂,乙二醇二甲醚作为溶剂。
图3. 图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
值得一提的是,他们开发的手性卡宾前体盐——含有硝基的四元并环Mes四氟硼酸盐,在卡宾催化的多米诺反应中表现出非常优异的性能,能够催化多样的多米诺反应并且取得优秀的对映选择性(Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 17100; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 300; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 3862; iScience, 2018, 2, 1; Chem. Eur. J., 2018, 24, 9735; Synthesis, 2018, 50, 1047; Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 6241; Chem. Commun., 2017, 53, 11342; Chem. Eur. J., 2017, 23, 13042)。
该论文作者为:Qiang Liu, Dr. Xiang‐Yu Chen, Dr. Rakesh Puttreddy, Prof. Kari Rissanen, Prof. Dr. Dieter Enders
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N‐Heterocyclic Carbene Catalyzed Quadruple Domino Reactions: Asymmetric Synthesis of Cyclopenta[c]chromenones
Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 17100, DOI: 10.1002/anie.201810402
导师介绍
陈祥雨,中国科学院化学研究所取得博士学位,导师叶松研究员;2016年8月加入德国亚琛工业大学Dieter Enders教授课题组进行博士后工作;目前SCI收录期刊发表学术论文以及著作49篇,其中第一作者(共同通讯作者)论文25篇,包括Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.、Chem、iScience等11篇,多篇论文被ChemistryViews、Synfacts、Angew. Chem. Int. Ed.收录评述;曾获Springer优秀博士学位论文、中国科学院优秀博士学位论文、中国科学院院长奖优秀奖。
Dieter Enders
德国科学院院士,莱布尼茨奖、Yamada Prize、Arthur C. Cope Senior Scholar Award、Max-Planck Research Award、Robert Robinson Award、Ryoji Noyori Prize获得者;至今发表文章近700篇。
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