上海有机所在配体修饰的双核铑催化多组份反应方面取得进展

双核铑化合物催化的卡宾转移反应得到广大科研工作者的关注。近些年来，国内外多个课题组，包括周其林院士、胡文浩教授、王剑波教授、Davies教授和Doyle教授等均做出了突出的贡献。其中双核铑催化的重氮参与的多组份反应可从简单的原料出发，简便快捷地构建多个化学键,具有高合成效率和高原子经济性等特点。然而通过烯丙基金属铑中间体来引入烯丙基官能团，在该类多组份反应中一直是一个挑战。通常认为双核铑(II)是很难通过双电子氧化加成过程活化烯丙基化合物，形成烯丙基铑物种的。此外，诸多的副反应（如直接的两组分烯丙基取代反应，环丙烷化反应等）均可能发生，给三组份反应的实现带来了困难。

中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室王晓明（点击查看介绍）课题组致力于研究双（多）金属物种参与的反应体系，包括通过金属间电子传递、基团转移实现挑战性的转化过程和探究内在规律、仿酶的双(多)核金属催化剂的开发和金属团簇催化等。由于Rh₂(Oct)₄特殊的包含金属-金属键的双核结构，通过配体与一个金属Rh中心的配位有望改变另外一个Rh中心的催化反应性质。近日，王晓明团队与南开大学彭谦教授（点击查看介绍）团队合作，采用Rh₂(Oct)₄/Xantphos的新颖组合实现了胺、重氮化合物与烯丙基化合物的三组份反应。

研究团队发现，Rh₂(Oct)₄/Xantphos的组合可以有效实现卡宾转移/烯丙基烷基化的接力过程，完成胺、重氮化合物与烯丙基化合物的有序“组装”，并且有效地避免了多种可能副产物的生成。该催化体系具有较为广谱的底物适用范围和良好的官能团兼容性，比如BocNH₂或者是含有芳胺结构的药物分子（procaine and tetracaine）以及一些天然产物（(S)-(-)-β-citronellol, dehydroepiandrosterone, L-Menthol）衍生的重氮底物，在反应中都可以很好地进行转化。此外，反应获得的一些产物可用来合成NK₁受体拮抗剂或者是药物分子BMS-561392的重要中间体。另外，克级规模反应的实现进一步说明所发展方法的实用性和应用价值。初步地机理研究表明，三组份反应是通过串联的重氮插入和烯丙基烷基化实现的，并且双膦配体Xantphos对于烯丙基烷基化反应不可或缺。基于一些文献报道和本工作的实验结果，尤其是对Xantphos与Rh₂(Oct)₄形成的络合物的结构和催化性能的分析，作者初步认为，强σ-donor双膦配体对双铑络合物中一个金属铑中心的双齿鳌合配位，能够有效增强双核Rh(II)的电子密度，从而实现了双铑对烯丙基底物的活化，深入的机理研究有待于进一步开展。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Dirhodium(II)/Xantphos-Catalyzed Relay Carbene Insertion and Allylic Alkylation Process: Reaction Development and Mechanistic Insights

Bin Lu, Xinyi Liang, Jinyu Zhang, Zijian Wang, Qian Peng*, and Xiaoming Wang*

J. Am. Chem. Soc., 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c05701

导师介绍

王晓明

https://www.x-mol.com/university/faculty/209657 

彭谦

https://www.x-mol.com/university/faculty/103728