廉价金属镍催化的去对称化氢化反应:一种高效构建全碳手性中心的策略

在天然化合物和许多具有生物活性的大分子中,全碳手性中心是一类非常重要的结构单元,但是如何高效、高对映选择性的得到全碳手性中心仍然是一个非常重大的挑战。在过去几十年中,利用化学催化的方法构建全碳手性中心引起了化学家们的极大关注。基于铑钌铱钯等贵金属的不对称催化氢化在过去几十年中取得了迅猛的发展,通过对手性膦配体的筛选,多种多样的含有各种官能团的前手性化合物可以高效高立体选择性的被不对称还原。然而,这些重金属化合物在地壳中的存储量稀少,已经快要耗尽,不仅使用成本高,产生的废弃物对环境的污染也很严重。相比之下,含有第一周期过渡金属元素的廉价金属催化剂在成本和可持续性发展等方面有潜在的优势。最近,使用地壳储量丰富以及对环境相对友好的廉价金属如铁、钴、镍等取代这些昂贵且对环境有害的稀有金属引起了很大的关注。近日,南方科技大学的张绪穆(点击查看介绍)团队通过去对称化氢化的策略,成功发展了一类廉价金属镍催化新体系,高效、高对映选择性的实现了手性季碳中心和手性螺环的构建。研究人员首先通过对反应条件的优化,发现使用Ni(OTf)2/(S,S)-Ph-BPE催化体系,在甲苯溶液中,一系列的γ,γ-二取代的环己二烯酮可以高收率(92-98%)、高对映选择性(92-99%)的转化为在γ位具有全碳手性中心的环己烯酮。该催化体系对于前螺环手性的环己二烯酮类底物的去对称化也可以很好地兼容(94-98% 收率,96-99% ee值),具有相当理想的底物普适性(图1)。图1:底物范围南方科技大学张绪穆课题组首次报道了通过廉价金属镍催化的去对称化催化反应高效高对映选择性的构建全碳手性中心。这一成果最近发表在J. Am. Chem. Soc.上,文章的第一作者是南方科技大学化学系访问学者由才和李秀秀,通讯作者是温佳琳研究助理教授和张绪穆教授。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):Nickel-Catalyzed Desymmetric Hydrogenation of Cyclohexadienones: An Efficient Approach to All-Carbon Quaternary StereocentersCai You, Xiuxiu Li, Quan Gong, Jialin Wen, Xumu ZhangJ. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 14560-14564, DOI: 10.1021/jacs.9b07957导师介绍张绪穆https://www.x-mol.com/groups/zhang_xumu

来源: X-MOL 2019-11-19

Pic基团调控的高立体选择性的α-唾液酸化

唾液酸广泛存在于糖蛋白及糖脂,在细胞相互作用、病原体—宿主识别中起关键作用。唾液酸中,N-乙酰神经酰胺(Neu5Ac)在自然界中通过α-(2,3),α-(2,6)糖苷键与半乳糖或半乳糖胺相连,或通过α-(2,8),α-(2,9),或交替的α-(2,8)/α-(2,9)糖苷键同聚。其中肿瘤相关糖抗原 STn、GM2、GM3、GD2和GD3分子中都含有α-唾液酸片段。由于羧基的吸电子特性、季碳的异头位中心及3-位羟基的缺失使立体选择性地唾液酸化十分困难。传统方法,包括替换异头位的离去基团,引入新保护基,调控C-5氨基的电子效应等,存在底物适用性窄、选择性对温度敏感等缺点。近日,江西师范大学国家单糖化学合成工程技术研究中心的孙建松研究员(点击查看介绍)课题组,在唾液酸C-1引入2-吡啶甲基导向基实现了唾液酸糖苷键的高效立体选择性构建,作者通过实验及理论计算明确了反应机理并首次确证了唾液酸1-位吸电子取代基对糖苷化立体选择性的影响。该方法具有底物普适性好,适用于唾液酸类化合物的多样化合成,对温度高度不敏感,可应用于复杂唾液酸类化合物合成,以及便于唾液酸类化合物大量合成等优点。作者随后将此唾液酸化方法与之前发展的MPEP糖苷化方法结合,通过“latent—active”策略实现了I型和II型天线分子四糖的合成。图 1. 该方法的底物拓展图 2. 反应机理研究图3. 具有合适保护基的I,II型四糖天线分子的合成本文第一作者是16级硕士研究生陈健,通讯作者是孙建松研究员和R. R. Schmidt教授。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):1-Picolinyl-5-azido Thiosialosides: Versatile Donors for the Stereoselective Construction of Sialyl LinkagesJian Chen, Thomas Hansen, Dr. Qing-Ju Zhang, De-Yong Liu, Yao Sun, Hao Yan, Jeroen D. C. Codée, Richard R. Schmidt, Jian-Song SunAngew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 17000-17008, DOI: 10.1002/anie.201909177导师介绍孙建松,研究员,博士生导师,中国化学会糖化学专业委员会委员。2005年获得博士学位(导师俞飚研究员、韩秀文研究员)。2006在洪堡奖学金的资助下赴德国Konstanz大学从事博士后研究(合作导师R. R. Schmidt教授)。2007.12到中国科学院上海有机所工作,任副研究员、硕导。2014.10加入江西师范大学国家单糖化学合成工程技术研究中心。先后在Acc. Chem. Res., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed. 等杂志上发表论文40余篇。现主要从事新型糖苷化方法、复杂活性天然糖缀合物及糖类药物合成研究。孙建松https://www.x-mol.com/university/faculty/20478 课题组链接http://www.escience.cn/people/sunjiansong/index.html

来源: X-MOL 2019-11-18

Nature:美女教授16步首次合成(+)-perseanol

Ryanodane和isoryanodane类天然产物是具有高度氧化态的二萜,对于半翅目和鳞翅目害虫具有拒食和杀灭效果。Ryanodine(1)是第一个从Ryania speciosa Vahl 中分离得到的这类化合物,并且R. speciosa木材粉作为植物性杀虫剂曾在上个世纪50年代早期年产量一度达到200吨。有研究表明ryanodine的杀虫活性可能与其作用于ryanodine受体(RyR)后调节Ca2+释放有关。因此,2000年后RyR作为防治害虫的靶点引起了学术界和工业界的广泛兴趣,其中邻苯二甲酰胺和邻氨基苯甲酰胺作为RyR的变构抑制剂在2016年销售超过10亿美元。Ryanodane类天然产物ryanodine拥有高度拥挤的[6-5-5]笼状稠环体系(下图),曾引无数合成化学家“竞折腰”,大多合成超过30步,直到2016年加州理工学院(Caltech)的美女教授Sarah E. Reisman课题组才用15步完成了(+)-ryanodol的全合成(Science, 2016, 353, 912)。而作为其骨架异构体,(+)-perseanol(3)则是[5-6-5]笼状稠环体系,于1996年从加那利群岛的灌木Persea indica中分离得到(J. Agric. Food Chem., 1996, 44, 296)。尽管缺乏RyR高亲和性的吡咯-2-甲酸酯基团,但(+)-perseanol也表现出对鳞翅目害虫很高的拒食活性,并且相比Ryanodine来说对哺乳动物毒性更小。目前尚未有证据表明(+)-perseanol是否作用于RyR,因此开发高效的合成路线以提供足够量的化合物对于阐明其作用机制是大有裨益的。在这个背景下,近日Sarah E. Reisman教授课题组从简单的长叶薄荷酮(R)-(+)-pulegone出发仅用16步就完成了(+)-perseanol的全合成,相关成果发表在Nature 上。Sarah E. Reisman教授及ryanodane和isoryanodane类天然产物。图片来源:Caltech / Nature从结构上看,(+)-perseanol的合成无疑存在着很大的挑战(下图),比如七元桥内酯环和两个含有syn-二醇的季碳单元。研究人员认为要想简洁地合成该化合物,必须采用战略性的方式引入6个羟基以最少化保护基和氧化态的操作。根据之前合成(+)-ryanodine和(+)-ryanodol的经验,逆合成分析认为(+)-perseanol可以通过5的双键环氧化/还原环化制备,后者可以通过关键中间体6的氧化得到。而6的内酯环则可以通过8发生钯催化的6-exo-trig环化/羰基化串联反应得到,8则是金属化的A环片段9和C环片段10通过1,2-加成得到。逆合成分析。图片来源:NatureC环片段的合成从(R)-(+)-pulegone开始(下图),通过一步已报道的氧化缩环(溴对双键加成后重排)得到非对映异构体混合物12,被KHMDS烯醇化后暴露在O2/P(OMe)3中得到醇13 (d.r. = 9:1),然后在m-CPBA下发生羟基导向的环氧化生成14,后者用二乙基铝2,2,6,6-四甲基哌啶(Et2Al(TMP))处理得到syn-二醇15,其构型与产物C6-C10上羟基构型一致。用苯亚甲基缩醛保护二醇后经DIBAL还原酯基成醇17,然后用铜催化的氧化条件得到醛18,该片段总共只经过6步反应且可以克级制备。C环片段的制备。图片来源:NatureA环片段从商品化的烯酮19开始(下图),通过烷基化后得到21再在I2/硝酸铈铵作用下得到碘代物22,氢氧化钠水解后得到二酮23接着用草酰溴进行溴化得到24。中间体24为外消旋体,可以通过Corey–Bakshi–Shibata条件进行动力学拆分以91%的ee 值得到醇27,然后经PMB保护得到A环片段29。A环片段的制备。图片来源:Nature在拿到上述两个片段后,(+)-perseanol的全合成之旅才开始进入高光时刻(下图)。29通过选择性的锂-碘交换后与醛18发生1,2-加成得到30(d.r. = 3.2:1),后者在Pd(PPh3)4/N-甲酰基糖精催化体系下发生6-exo-trig环化-羰基化串联反应后被羟基捕获得到四环骨架31。值得一提的是,这一转化并不容易,起初作者尝试用催化量的钯催化剂,但如果在CO气氛中反应几乎得不到31,他们推测CO与钯配位导致无法对双键进行氧化加成。当预先将30和化学计量的钯源搅拌足够长的时间(90 min)后再通入CO(1 atm足够,加大压力影响不大)就能以52%的收率得到31。这一现象也引起了研究人员进一步思考:将CO维持在低浓度也许可以降低钯催化剂用量。果然,利用N-甲酰基糖精作为CO源,只需要50 mol%的Pd(PPh3)4就能以57%的收率得到31。该步在形成七元内酯环的同时,不仅同时构建两个C-C键,并且立体控制优秀,是本全合成步骤中最大亮点。四环骨架31经DDQ脱去PMB保护后经DMDO氧化成酮38,出乎意料的是苯亚甲基缩醛竟被氧化成羟基苯甲酸酯。在CeCl3•2LiCl存在下,38与MeMgCl发生1,2-加成得到含有isoryanodane所有碳骨架的醇39,后者在TFA作用下发生邻基参与的1,3-烯丙基迁移反应得到原苯甲酸酯41。而这些巧妙的转化看上去只是通过苯亚甲基缩醛这个保护基调控的。中间体41再经过烯丙位C-H键氧化和羟基导向的环氧化就能得到43。接下来需要发生5-endo-tet环氧开环才能构筑四氢呋喃环,而这一过程是不符合Baldwin环化规则的。尽管文献有报道称在Brønsted或Lewis酸性条件下含有导向基团的底物可以稳定环氧锂中间体以实现endo-型的开环反应,但43明显不能耐受。因此,研究人员开始尝试用未曾报道过的中性或偏碱性的条件。之前他们曾用LiDBB实现过该反应并完成(+)-ryanodine的全合成,但对43却效果很差,主要是发生原苯甲酸酯被还原的竞争反应。换成萘锂可以17%的收率得到环化产物46,而更弱的还原剂蒽锂则只能发生环氧异构化,最终研究人员发现2-苯基萘锂在苯/四氢呋喃混合溶剂中可以25%的分离收率得到46。最后用Pd(OH)2/H2条件脱去保护基就能完成(+)-perseanol的全合成。(+)-perseanol全合成。图片来源:Nature总结基于巧妙的逆合成分析,尽量减少氧化还原步及保护基使用,Sarah E. Reisman教授课题组以16步实现对(+)-perseanol的首次全合成,其中关键步钯环化羰基化的探索和顺利实现是笔者以为的最出彩之处。顺便八卦一下,Caltech的Sarah Reisman教授和UIUC的M. Christina White教授一直是笔者认为在有机合成界的两位美貌与智慧并重的“女神”。如今Reisman教授对(+)-perseanol的首次全合成就实现了16步的简洁路线,笔者不仅要为后来者能否超越捏一把汗。任何评论都已多余,只剩膜拜!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):A 16-step synthesis of the isoryanodane diterpene (+)-perseanolArthur Han, Yujia Tao, Sarah. E. ReismanNature, 2019, 573, 563-567, DOI: 10.1038/s41586-019-1580-x导师介绍Sarah E. Reismanhttps://www.x-mol.com/university/faculty/466撰稿:峰千朵审校:龙须友

来源: X-MOL 2019-11-17

Angew. Chem.:氮杂卡宾催化芳杂原子的活化转化

杂环芳烃广泛存在于医药、农药以及天然产物等多种功能分子中,对于杂环芳烃中的杂原子进行结构修饰及功能转化是有机合成领域的热门课题。例如,吲哚及吡咯结构中所含的杂原子氮可以与酮类化合物反应构建N,O-缩醛结构。但是如何控制N,O-缩醛化合物合成过程中的立体选择性是非常具有挑战性的课题。迄今为止,对于N,O-缩醛化合物的不对称合成方法仅在过渡金属和手性膦酸催化领域中有过少量成功报道。氮杂环卡宾(NHC)催化剂在近二十年的时间里得到了飞速发展,它具有独特的活化模式和强大的催化性能,已成为不对称催化领域研究中最为成熟可靠的方法之一。在以往的工作中,NHC催化剂主要用于实现羰基化合物和亚胺分子中碳原子的活化(图1a);对于化合物中杂原子的活化和不对称转化则少有报道。近日,贵州大学绿色农药与农业生物工程国家重点实验室培育基地、教育部重点实验室的金智超教授报道了NHC催化下芳香N原子的亲电活化反应。作者以吲哚-2-甲醛为起始底物,与NHC催化剂在氧化条件下首先形成acylazolium 中间体I。中间体I芳香环体系中的NH基团在碱的作用下去质子化,形成aza-fulvene 中间体II。随后中间体II作为亲核试剂与贫电子酮类底物发生[3+2]环化反应,从而形成N,O-缩醛产物(图1b)。图1. NHC催化的碳和杂原子活化该反应底物普适性好,亲核底物可以拓展为多种取代类型的吲哚-2-甲醛与吡咯-2-甲醛,亲电底物则可包括多种类型的取代isatin和α-酮酸酯,反应收率高达99%,所制备得到的绝大多数手性N,O-缩醛产物可获得> 95:5的er值。部分反应和产物结构如下图所示(图2)。图2. 吲哚醛和酮底物范围作者对于所获得的新型手性N,O-缩醛小分子在新农药研发中的应用前景进行了考察研究(表1)。烟草青枯菌(Rs)是一种危害性很大的植物致病菌,通常通过侵染植株的根部寄居在维管束中,使叶片褪绿、茎杆萎蔫,导致植株死亡。他们以Rs为研究对象,以当前市场上应用广泛的商品化农药“噻菌铜”和“叶枯唑”作为参照药物,进行了这类手性化合物的抗菌活性测试。测试结果显示所制备得到的多种手性化合物针对Rs具有优于商品农药“噻菌铜”与“叶枯唑”的良好抗菌活性(表1),从而为今后的基于这类化合物所计划进行的新型农药研发工作奠定了良好的基础。表1. N,O-缩醛的抗菌活性在接下来的工作中,作者将继续依托贵州大学绿色农药与农业生物工程国家重点实验室培育基地和教育部重点实验室,进一步探索这类N,O-缩醛产物在绿色农药创制和分子靶标发现中的应用,以期待开发新型的绿色农药。相关工作发表于Angew. Chem. Int. Ed.,贵州大学博士研究生刘雍贵同学为论文第一作者。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):Carbene-Catalyzed Enantioselective Aromatic N-Nucleophilic Addition of Heteroarenes to KetonesYonggui Liu, Guoyong Luo, Xing Yang, Shichun Jiang, Wei Xue, Yonggui Robin Chi, Zhichao JinAngew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201912160(本稿件来自Wiley)

来源: X-MOL 2019-11-17

光催化环张力释放,驱动sp3碳自由基环丁烷化反应

近年来,官能团化环丁烷的合成引起了化学家们的广泛关注,因为它具有在构象上是刚性的骨架,并可用于构建结构复杂的分子。图1A中给出了几种含有环丁基结构的药物分子。与常见的含有环己烷、环丙烷等上市药物相比,关于环丁烷的药物分子则相对较少,因此直接迅速地实现环丁烷的烷基化将会大大扩展药物开发项目中探索的空间。通过分子张力的释放发展新的合成方法,这一策略引起了化学家们极大的兴趣,双环[1.1.0]丁烷(BCB)骨架具有64 kcal/mol的环张力能,并且具有特殊的反应活性,可作为相应烯烃的替代物,加成后会生成环丁烷类的衍生物。图1. 具有环丁基结构的药物分子。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.最近,巴黎萨克雷大学的Jean-Christophe Cintrat等研究者在可见光条件下,利用光氧化还原催化的方法使底物脱羧形成烷基自由基,实现了与高度环张力的苯磺酰双环[1.1.0]丁烷的加成,成功地合成了一系列的环丁烷衍生物。该方法具有广阔的底物范围,适用于多种α-氨基酸或α-氧羧酸。此外,动力学研究和DFT计算详细地揭示了双环[1.1.0]丁烷与相应烯烃体系反应活性的区别。该文章发表于Angew. Chem. Int. Ed. 杂志。图2. 条件的筛选。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.作者最初以N-Cbz保护的脯氨酸1和BCB 2a作为反应的底物进行了研究(图2)。经过碱和溶剂的筛选,在40 W蓝光LED灯照射下,Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6作为光催化剂,MeCN为溶剂,1与Cs2CO3形成的铯盐脱CO2后与2a发生了加成反应,以84%的收率得到环丁基产物3a,并且没有观察到非对映体的生成。0.5 mol %的光催化剂足以促使该反应在1 mmol的规模下高效地进行,水对该反应的收率至关重要,无水条件下的收率降至68%。其可能的原因是,一方面水有助于碳酸铯的溶解,另一方面它能为形成的阴离子中间体提供一个质子。最后,对照实验表明光催化剂和可见光对于该反应都是必不可少的因素。图3. 底物的范围。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.在确定了最佳反应条件后,作者对BCB的底物范围进行了考察(图3)。BCB结构中苯环上无论是带有吸电子取代基4还是给电子基5,反应均能顺利的进行,但是后者收率略微下降;采用吸电子能力较弱的芳基亚砜6代替相应的芳基砜3a,收率为55%。此外,该反应也能够兼容BCB羧酸衍生物,以较高的收率得到相应的加成产物7和8。图4. 底物的范围。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.随后,作者对羧酸的范围进行了拓展(图4)。首先对脯氨酸上α-氨基保护基进行了探讨,N-Boc和N-Bac保护的脯氨酸反应性相似,以极高的收率得到目标产物环丁基衍生物3b和3c;在相同条件下,N-Piv保护的脯氨酸仅以58%的收率得到加成产物3d;N-Boc保护的哌啶、氮杂环丁烷、吗啉和哌嗪等底物也能很容易地进行这一转化,并且以68-98%的高收率生成产物9-12。由于底物N-Boc保护的硫代吗啉的溶解度较差,反应中以DMSO代替MeCN,结果以53%产率得到加成产物13。反应对α-氨基自由基非常敏感,当底物中含游离NH时,反应效果较差,1,3-二取代环丁烷15的分离收率仅为42%且原料有大量剩余,当使用DMA作为溶剂时,15的收率上升到67%,因此对于含游离NH的底物,溶剂的选择至关重要。对氨基酸的进一步探索表明,通过对反应条件的轻微改变,该方法对N-Boc保护的二级氨基酸—丙氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸和谷氨酰胺均兼容(16-19)。N-Boc保护的谷氨酸5-苄酯和苄基保护的组氨酸也能够兼容该反应,分别以59%和88%的收率得到产物20和21。值得注意的是,N-Boc色氨酸中未保护的吲哚部分对该方法也具有耐受性,以34%的收率得到22。该反应在氟、羟基和羰基取代基(23-25)以及四氢异喹啉(26)存在下也能很好地进行。四氢呋喃-2-甲酸和四氢吡喃-2-甲酸对该方法也适用,分别以48%和42%的收率得到29和30。为了证明此方法在分子后期官能团化方面的潜力,作者对更复杂的自由基前体进行了考察。二肽Z-Gly-Pro-OH(31)、四肽分子(32)以及降压药物Valsartan(33)和Ramipril(34)在反应中均能顺利地发生相应的转化。最后,作者还通过不同的转化展示了芳砜基在合成中的作用(图5)。在温和的还原性条件下(Mg、MeOH),苯基砜很容易被脱去,从而实现对底物的环丁基化(35);利用苯基磺酰基相邻质子的酸性,形式上实现了烯丙基对苯磺酰基的取代(36)。图5. 后期官能团化的应用。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.光氧化还原脱羧共轭加成的机理如图6所述,激发态光催化剂和羧酸盐I之间通过单电子转移生成羧基自由基II,随后脱去CO2形成烷基自由基III,它对BCB 2a加成后,由于环张力的释放导致C-C键之间的σ-键断裂,生成α-砜自由基IV,还原态的光催化剂对中间体IV还原生成阴离子V,它得到一个质子生成最终产物3a。氘标记实验进一步证实了该反应过程,在重水的存在下,产物3a中α-砜位置含有72%的氘,从而确认了反应经历阴离子V的过程。图6. 反应的机理。图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.作者将2a的反应活性与苯基乙烯基砜37进行了比较,在竞争实验中,烯烃37比2a反应性更强,产物38和3a的比例为92:8。动力学研究表明,自由基与乙烯基砜的加成在0.5小时内完成,而与BCB加成则需要几个小时。采用密度泛函理论(DFT)对实验结果进行了验证,并对反应活性差异的原因进行了分析。总结Jean-Christophe Cintrat课题组以双环[1.1.0]丁烷作为高张力释放合成环丁烷的基本骨架,在可见光诱导的条件下形成了新的C(sp3)-C(sp3)键,该方法为烷基环丁烷的合成提供了一个简便的方法,该反应条件温和,对一系列不同的官能团均具有较好的耐受性,适用于复杂分子的后期衍生化。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):Photochemical Strain-Release-Driven Cyclobutylation of C(sp3)-centered RadicalsGuillaume Ernouf, Egor Chirkin, Lydia Rhyman, Ponnadurai Ramasami, Jean-Christophe CintratAngew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201908951

来源: X-MOL 2019-11-16

钯/降冰片烯协同催化利用硫酰胺对碘苯的邻位硫化反应

含硫芳香化合物广泛存在于药物、农业化学品、有机导电材料和高分子中(图1a)。另外,芳香硫醚可以作为制备相应的亚砜,砜以及苯并噻吩的反应中间体。当前制备芳香硫醚化合物的方法主要依赖于芳香卤代烃和硫醇的亲核芳香取代反应或者交叉偶联反应,这两种方法都在芳香卤代烃的原位形成碳−硫键,因此新引入硫代基团的位置局限于底物中原先卤素的位置。另一方面,通过碳−氢键硫化反应在底物没有预先官能团化的位置引入硫代基团具有很大的吸引力。然而,这种方法通常需要预先引入导向基或者采用富电子的芳香烃从而实现对位点选择性的控制。钯/降冰片烯催化(Catellani反应)在制备多取代芳香化合物方面具有非常广泛的应用。与传统的芳环官能团化反应相比,这种反应可以对简单芳香卤代烃的邻位和原位同时进行双官能团化(图1b)。该反应具有非常好的位置选择性,在反应中形成的芳基-降冰片烯-钯中间体(ANP)可以与亲电试剂(邻位)和亲核试剂(原位)反应从而实现位置选择性的双官能团化。尽管亲核试剂的选择范围非常广泛,亲电试剂的选取目前还存在着很大的限制,因为亲电试剂必须在有零价钯存在的条件下选择性地与ANP反应,并且亲电试剂与亲核试剂以及降冰片烯必须完全兼容。目前可选的亲电试剂主要限制在碳亲电试剂和氮亲电试剂。因此,通过钯/降冰片烯协同催化在芳环邻位引入别的杂原子具有很大的挑战。芝加哥大学化学学院董广彬教授(点击查看介绍)课题组成功发展了一种钯/降冰片烯协同催化碘苯的邻位硫化反应(图1c)。作者通过设计一种新型大位阻的硫酰胺亲电试剂成功在碘苯邻位引入包括芳基硫和烷基硫在内的多种硫代基团,并且芳基原位可以发生Heck、Suzuki以及Sonogashira偶联反应。图1 反应背景作者认为设计一种稳定但是同时具有一定反应活性的硫亲电试剂非常重要。基于之前发展的碘苯邻位胺基化反应的经验,作者选取的硫酰胺作为亲电试剂。这是因为: 1)氮和氧的电负性差距与硫和氮的电负性差距相匹配 (图1d)。2)酰胺的羰基可以作为导向基团从而促进亲电试剂与ANP中间体的反应。值得一提的是Zhenhua Gu课题组几乎在同一时间报道了类似的芳环邻位硫化反应,但是采用了硫代磺酸盐作为亲电试剂。图2 硫酰胺试剂的筛选作者通过对一系列硫酰胺试剂筛选最终发现叔丁基取代的亲电试剂S20可以得到最高的反应产率(图2)。为了更好地理解这一独特的现象作者对其中六个硫酰胺试剂进行了x射线单晶衍射表征并且得到了其晶体结构。作者发现酰胺旁边的大位阻基团(叔丁基)可以显著增加氮−硫键长,从而削弱了氮−硫键并增加了亲电试剂的反应活性(图3)。图3 硫酰胺试剂的晶体结构该反应具有非常好的底物普适性和官能团兼容性(图4-5)。含有卤素、酯基、Weinreb酰胺、胺基等官能团在内的36种底物都可以在标准条件下得到相对应的邻位硫化产物。值得一提的是,一系列稠环和杂环底物也表现出不错的反应性。除了芳基硫,烷基硫同样可以被引入到碘苯的邻位(5k)。图4 芳基碘代物底物拓展图5 硫试剂和烯烃底物拓展作者还对该反应在合成方面的应用进行了考察。反应后产生的七元环内酰胺副产物能够以86%的收率被回收,它可以被用来重新制备硫酰胺亲电试剂(图6a)。该反应可以进行克级制备(图6b),反应产物可以通过选择性氧化反应制备亚砜和砜的衍生物(图6c)。在芳基的原位除了可以发生Heck反应、Suzuki以及Sonogashira偶联反应也取得了初步成果(图6d)。图6 合成应用总结董广彬课题组通过设计一种独特的亲电硫化试剂,实现了钯/降冰片烯协同催化碘苯的邻位硫化反应。该反应表现出了非常好的底物适应性与官能团兼容性,一系列芳基、稠环和杂环碘代物均可以参与转化。该反应广泛的官能团普适性和非常好的化学选择性使得其在复杂分子合成方面有着潜在的应用价值。这一成果近期发表在Nature Communications上,Renhe Li 为文章的第一作者。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):Sulfenamide-enabled Ortho Thiolation of Aryl Iodides via Palladium/Norbornene Cooperative CatalysisRenhe Li, Yun Zhou, Ki-Young Yoon, Zhe Dong, Guangbin DongNat. Commun., 2019, 10, 3555, DOI: 10.1038/s41467-019-11398-0导师介绍董广彬https://www.x-mol.com/university/faculty/352

来源: X-MOL 2019-11-16

可见光诱导下无金属参与的卡宾生成及B-H键插入

有机化学家们一直对碳-杂键的形成反应保有相当的热情,不仅是因为这些反应有广泛的应用价值,更是因为要想开发新颖的方法学越来越难,而挑战困难恰恰是化学家们最喜欢做的事情之一。虽然现已证实早在亿万年前卡宾就已在生物体合成乙酰辅酶A中扮演重要角色,但其结构的提出最早也只能追溯到1958年Ronald Breslow提出的著名Breslow中间体,而半个世纪后的2014年,美国科罗拉多州立大学的Tomislav Rovis教授才首次成功的捕捉到Breslow中间体(J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 14674)。自提出卡宾结构后,卡宾化学成为合成化学中的前沿阵地,从过渡金属催化到无金属催化,从N-H、O-H、S-H到Si-H键插入,卡宾展示了强大的能力。然而,卡宾对B-H键的插入却鲜有报道,主要原因是Fischer型的金属卡宾和硼烷都是缺电子的。为了解决这个问题,化学家想出了Lewis碱配位的硼烷以提高B原子的电子云密度(下图a)。但问题其实只解决了一半,因为这类反应需要底物带有吸电子基来稳定重氮化合物,并且这些底物还是有爆炸的危险。为此,化学家们又发现炔烃可以作为卡宾前体来进行类似的转化,但这类底物制备非常繁琐。因此,寻找更实用的新卡宾前体且在温和条件下实现B-H键插入成为卡宾化学的另一个重要研究方向。前文已经暗示了,卡宾和硼烷只要有一方能提高电子云密度就有机会实现B-H键插入。在这方面研究中,酰基硅烷提供了一个新思路,因为它可以通过1,2-硅基迁移得到α-硅氧基卡宾,这类卡宾具有一定的亲核性,或许可以对硼烷实现B-H键插入。不过,这种1,2-硅基迁移通常需要在高温或强紫外光照射下发生。可喜的是,最近德国明斯特大学Frank Glorius教授(点击查看介绍)课题组开发了一种温和的基于可见光诱导的无金属催化的α-硅氧基卡宾生成并实现对频哪醇硼烷B-H键插入的方法学(下图b),结果发表在J. Am. Chem. Soc. 上,第一作者为Jian-Heng Ye博士。Frank Glorius及本研究。图片来源:明斯特大学官网及J. Am. Chem. Soc.作者首先用3-苯基丙酰基三甲基硅烷1a和频哪醇硼烷作为底物,欣喜地发现室温下在DMF中用蓝光发光二极管(LED)(3 W, 420 nm)照射就能以30%的收率得到B-H键插入的产物2a(下图)。极性溶剂如乙腈和四氢呋喃可以将产率提高到75-80%,但并不是最优条件。作者分析认为极性溶剂可能会与硅或硼原子配位而阻断反应。果然,换作非极性溶剂(n-hexane、 toluene、CH2Cl2)就能定量地得到2a(entries 4-6),只需要简单的减压浓缩就能得到分析纯的产物2a。另外也发现光对该反应起决定性作用,没有光照下即使升温到100 ℃也只能得到羰基被硼烷还原的副产物(entries 7-8)。需要指出的是,该反应与光强无关,温度和浓度对该反应也影响不大,只是对氧气和水非常敏感。条件优化。图片来源:J. Am. Chem. Soc.在优化的反应条件下,作者系统地对硅基、脂肪族的酰基硅烷和芳香族的酰基硅烷底物进行了拓展(下图),发现常见的硅基(TMS、TES、TBS、TIPS和DMPS)、未取代或取代(烯基取代、卤素、叠氮、OTs、NTs、醚键、磺酰基、酯基和芳香杂环取代)的烷基酰基硅烷以及芳基酰基硅烷都能够定量转化成目标产物,只是大位阻的叔丁基和硫醚取代的底物不容易发生反应,不过只要加大硼烷的量并且延长反应时间就能解除S对硼烷的配位作用使该类底物完全转化(2t)。底物扩展。图片来源:J. Am. Chem. Soc.在机理研究方面,首先要判断是否是自由基过程,因为多数已报道的可见光催化的反应都是自由基过程,况且之前报道的α-硅氧基卡宾也是在高能紫外光照射下才产生的。因此,作者先对两个底物在整个紫外/可见光区的吸收情况进行研究,发现酰基硅烷1a在可见光区确实有吸收,而频哪醇硼烷则没有,也没有证据表明存在瞬态电子给体-受体复合物(transient electron donor acceptor (EDA) complex),即不存在自由基离子对,这间接证明该转化不是自由基过程。另外,还有一个问题是从酰基硅烷到α-硅氧基卡宾的重排是发生于单线态S1还是三线态T1?作者设计了几组控制实验:(1)用455 nm LED照射,几乎不能检测到产物(下图B1),这也与1a在此波长下无吸收一致(下图A);(2)加入光敏剂Ir−F(ET = 60.1 kcal/mol,已知其涉及三线态-三线态能量转移过程)后,1a(ET = 55.3 kcal/mol)几乎定量地转化为产物(下图B2);(3)加入1.0 equiv. 反式二苯乙烯(ET= 49.3 kcal/mol),即使在420 nm LED照射下,反应基本被抑制,而添加剂被异构化为顺式二苯乙烯(下图B3);(4)这种抑制作用不受硼烷的影响(下图B4)。综合这些现象,作者认为α-硅氧基卡宾极有可能是来自于酰基硅烷的T1态。控制实验。图片来源:J. Am. Chem. Soc.进一步地,作者用密度泛函理论(DFT)计算去揭示更详细的反应历程(下图)。首先,酰基硅烷1a在可见光激发下转化为垂直激发态1a*,然后驰豫回到单线态3S*,后者通过系间窜越(Intersystem Crossing, ISC)转化为相对稳定的三线态3T*(ΔGISC = -17.1 kcal/mol)。此时,这个三线态3T*可以经历1,2-硅基迁移(放热过程,ΔG3T*-4T = -9.2 kcal/mol)形成三线态的α-硅氧基卡宾4T;接着4T通过系间窜越转化为单线态4S(ΔG4T-4S = -21.6 kcal/mol);最后4S协同插入频哪醇硼烷的B-H键经过渡态TS 4S-2a转化为产物2a。当然,读者会问,既然三线态卡宾4T具有亲核性,那为何不直接与硼烷发生亲核进攻形成酸根型配合物(boron ate complex)再通过1,2-氢迁移转化为产物呢?针对这一问题,作者通过计算认为其可能性不大。DFT计算的反应历程。图片来源:J. Am. Chem. Soc.总结该研究提供了实用性高的无金属参与的可见光诱导α-硅氧基卡宾产生方法,并实现了对硼烷B-H键的插入,具有很好的底物范围和定量的收率。同时,作者还通过控制实验和DFT计算对机理进行了深入讨论,认为α-硅氧基卡宾是源于酰基硅烷的三线态T1,并且对B-H键的插入是协同方式进行的。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):Visible-Light-Induced, Metal-Free Carbene Insertion into B−H Bonds between Acylsilanes and PinacolboraneJian-Heng Ye, Linda Quach, Tiffany Paulisch, Frank GloriusJ. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 16227-16231, DOI: 10.1021/jacs.9b08960导师介绍Frank Gloriushttps://www.x-mol.com/university/faculty/46677 (本文由峰千朵供稿)

来源: X-MOL 2019-11-15

Angew. Chem.:可见光与镍协同催化顺式、反式-1,4-二烯的立体选择性合成

1,4-二烯是一类广泛存在于天然产物和具有抗肿瘤等生物活性分子中的骨架单元,也是一类有机合成和材料合成领域的重要合成砌块,因此其立体选择性合成备受关注。过去的十年里,过渡金属催化的交叉偶联反应已成为一种高效构建1,4-二烯策略,主要包括炔烃的氢化烯丙基化反应、1,3-二烯的氢化烯基化反应、以及烯基/烯丙基交叉偶联反应等。但是,这些合成方法通常主要得到热力学稳定的反式1,4-二烯类化合物,如何高效构建热力学较为不稳定的顺式1,4-二烯存在挑战。特别需要指出的是,烯烃的立体选择性构建一直是合成化学中的重要课题,一般来讲,构建顺式和反式烯烃需要通过从不同的原料出发,利用不同的合成方法来分别构建。发展立体发散性的催化合成方法,实现利用同一组底物可同时高效、高立体选择性的构筑顺、反烯烃,特别是1,4-二烯烃化合物,存在挑战。最近,东华大学储玲玲研究员(点击查看介绍)课题组报道了一种可见光和金属镍协同催化的烯丙基碳酸酯和乙烯基三氟甲磺酸酯的亲电交叉偶联反应,从同一组底物出发,通过调控光催化剂类型,即可快速、高效、高立体选择性的合成顺式和反式1,4-二烯烃,实现烯烃的立体发散性合成。实验结果表明,在可见光激发下,利用光催化剂Ru(bpy)32+与Ni(OAc)2/bpy 结合,可以实现单电子转移(SET)调控过程,以优秀的产率、几乎单一的选择性得到反式1,4-二烯产物;而利用三线态能量较高的光催化剂如Ir(ppy)2(dtbbpy)+与Ni(OAc)2/bpy结果,就可以实现单电子转移(SET)与能量转移(ET)双调控过程,以优秀的立体选择性得到顺式1,4-二烯的产物。该可见光促进的亲电交叉偶联体系反应条件温和,官能团兼容性好,具有非常好的底物适用性,可以进一步推广到含复杂药物分子的后期修饰中。进一步的机理实验也证实了光促能量转移过程在烯烃构型控制中的重要作用。总结储玲玲课题组利用可见光调控单电子转移与能量转移过程,成功发展了可见光和镍协同催化烯丙基碳酸酯和烯基三氟甲磺酸酯的亲电交叉偶联反应,通过简单调控光催化剂结构即可高效实现顺式、反式-1,4二烯烃的高立体选择性合成。该项工作为实现催化的烯烃立体发散性合成提供了新的设计思路。相关结果发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章的第一作者是东华大学硕士研究生宋凡和博士研究生王方。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):Visible‐Light‐Enabled Stereodivergent Synthesis of E‐ and Z‐Configured 1,4‐Dienes by Photoredox/Nickel Dual CatalysisFan SONG, Fang WANG, Lei GUO, Xiaoliang FENG, Yanyan ZHANG, Lingling ChuAngew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201909543导师介绍储玲玲https://www.x-mol.com/groups/Chu_lingling(本稿件来自Wiley)

来源: X-MOL 2019-11-15

铁催化烯丙醇的反马氏氢胺化和氢酰胺化反应

胺类物质是合成药物分子和精细化学品的一类重要分子。氢胺化反应是将烯烃、炔烃等基本化工原料转化为胺类化合物的一类高原子经济性转化过程。由于氢胺化反应可以生成马氏和反马氏两种产物,氢胺化反应中的化学选择性控制一直是该反应中的一大难题。近日,陕西师范大学王超教授(点击查看介绍)和肖建良教授(点击查看介绍)课题组基于氢转移的策略,发展了基于廉价铁催化的烯丙醇反马氏氢胺化和氢酰胺化反应,实现了系列γ-氨基醇类化合物的绿色合成。该催化体系具有高反马氏选择性、反应条件温和、底物范围广泛、官能团耐受性好等优点;且反应中手性底物的立体构型在产物中能得到保持,可以有效的对手性氨基酸,天然产物和药物分子等复杂分子进行修饰。机理研究表明,反应通过两个协同的催化循环进行,即Fe-PNP络合物催化脱氢/氢化过程和胺底物作为有机催化剂促进的迈克尔加成过程。该催化体系对氢胺化反应的类型进行了有效拓展,并为胺类化合物的合成提供了新思路。图1. 铁催化烯丙醇的氢胺化反应及其在复杂分子修饰中的应用图2. 文章中部分产物相关结果发表在Journal of the American Chemical Society 杂志上,陕西师范大学博士马威为第一作者。该工作得到了国家自然科学基金(21773145, 21473109)、“陕西省青年科技新星”项目(2016KJXX-26)、陕西师范大学优秀青年学术骨干项目(16QNGG008)、“111”引智计划(B14041)以及中央高校基金等经费的支持。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):Iron-Catalyzed Anti-Markovnikov Hydroamination and Hydroamidation of Allylic AlcoholsWei Ma, Xiaohui Zhang, Juan Fan, Yuxuan Liu, Weijun Tang, Dong Xue, Chaoqun Li, Jianliang Xiao, Chao WangJ. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 13506-13515, DOI: 10.1021/jacs.9b05221导师介绍王超https://www.x-mol.com/university/faculty/12335 肖建良https://www.x-mol.com/university/faculty/12393

来源: X-MOL 2019-11-14

Angew. Chem.:内炔的催化不对称环丙烯化反应

手性环丙烯因其多用途的反应活性在合成化学领域一直受到广泛关注。炔烃与重氮化合物的不对称环丙烯化反应是构建此类张力环分子的有效方法,其中末端炔烃参与的[2+1]环加成反应由Doyle、Corey、Davies等人率先发展,并取得了很大的成功。与此形成鲜明对比的是,内炔化合物由于位阻增大、活性降低等原因,其参与的催化不对称环丙烯化反应仍是该领域的一个重要挑战。到现在为止,Davies小组报道了唯一成功的例子,但需要使用Au-Ag协同催化,且底物需为donor-acceptor类型的重氮酸酯底物。此外,含氟重氮化合物近年来已发展成为构建众多氟烷基化碳环、杂环和开链分子的重要砌块,但其参与的不对称环丙烯化反应仍未见报道。最近,天津大学马军安教授(点击查看介绍)课题组报道了Rh(II)催化内炔与二氟重氮试剂(PhSO2CF2CHN2, Ps-DFA)的环丙烯化反应,提供了一种快速、高效、高对映选择性的构建二氟甲基环丙烯的方法。该反应最优条件为使用1.5 mol%的Hashimoto [Rh2(S-TCPTTL)4]催化剂,于二氯甲烷中在-30 ℃下反应40分钟即可,且克级实验对反应结果影响不大。在最优条件下,该不对称环丙烯化反应底物适用性良好。二芳基取代的内炔在该反应条件下没有转化,为解决这一限制,首先通过标准反应条件制备得到高对映选择性卤代-环丙烯(2af-2ah),随后溴代环丙烯2af通过交叉偶联反应(Suzuki与Heck),即可得到预期的手性二芳基环丙烯2ai-2ap,此类分子通过其他方法将很难合成。此外,所得产物可进行多种衍生转化,包括氢化、Diels-Alder反应和Pauson-Khand反应,这为一系列手性二氟甲基张力环化合物的合成提供了有效方法。为更好地理解该反应的对映选择性控制机制,作者与南开大学薛小松老师课题组合作,使用[Rh2(S-TCPTTL)4]作为模型催化剂,运用密度泛函理论进行了详细的理论计算研究,结果显示内炔与催化剂间的立体位阻效应对立体选择性控制起到了关键作用。相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed.上,第一作者是硕士研究生张志奇,该论文通讯作者是Ilan Marek教授、张发光副教授和马军安教授。该研究工作得到国家自然科学基金委 (No. 21532008, 21772142, 21901181) 和天津市科委(19JCQNJC04700) 的大力资助。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):Catalytic Enantioselective Cyclopropenation of Internal Alkynes: Access to Difluoromethylated Three-Membered CarbocyclesZhi-Qi Zhang, Meng-Meng Zheng, Xiao-Song Xue, Ilan Marek, Fa-Guang Zhang, Jun-An MaAngew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201911701导师介绍马军安https://www.x-mol.com/university/faculty/13330 (本稿件来自Wiley)

来源: X-MOL 2019-11-12

第二届全国有机场效应晶体管会议(OFET-2) 第三轮通知

经会议学术委员会商议,第二届全国有机场效应晶体管会议拟于2019年12月12日至15日在北京大学深圳研究生院召开。届时将邀请国内外相关领域的知名学者,包括两院院士、长江学者、国家杰出青年基金获得者等,就OFETs材料、器件及其相关学术、技术及工程研究领域前沿的科学问题和科研成果进行广泛深入的交流和研讨,为OFETs工作者提供一个高水平的交流平台,共同探讨OFETs的未来,推动OFETs研究向更高目标迈进。  会议组委会竭诚欢迎各位专家学者与企业界朋友莅临本届会议,共同探讨OFETs领域的重大科学共性问题与产业化发展路径,推动OFETs材料与器件进一步发展。为便于您投稿与参会,现将本次会议的有关事项通知如下:会议主题⚫ 有机半导体材料的设计、分子计算模拟、合成和表征⚫ 有机半导体薄膜的生长、共混、形貌控制和制备工艺⚫ 介电材料、导电材料和界面材料的设计合成⚫ 分子器件和有机单晶及共晶生长和晶体管器件制备工艺⚫ 晶体管器件物理、机理、建模和结构设计    ⚫晶体管存储、反相、忆阻器,发光晶体管,光探测和光调制器件及应用集成⚫ 化学和生物晶体管传感器、生物可降解及柔性可拉伸电子材料与器件⚫ 器件可靠性、光电稳定性及高低温评估                    ⚫ 二维材料/碳纳米管/钙钛矿/无机氧化物FETs    ⚫ 可印刷电子材料、电子纸、RFID等印刷和图案化方法会议学术委员会学术委员会主席:名誉主席:朱道本主席:黄维、刘云圻、胡文平、孟鸿学术委员会委员:(按拼音排序)陈润锋、陈伟、陈永胜、迟力峰、狄重安、董焕丽、高希珂、耿延候、郭小军、郭旭岗、郭雪峰、郭云龙、韩素婷、黄佳、江浪、解令海、李寒莹、李洪祥、李振、梁永晔、盧月玲(Yueh-Lin Loo)、梅建国、缪谦、欧阳建勇、Perepichka Igor、Perepichka Dmitrii、裴坚、彭俊彪、帅志刚、王朝晖、王建浦、王欣然、许建斌、颜河、闫东航、严锋、仪明东、于贵、张德清、张浩力、张婕、张其春、张盛东会议征集口头报告、墙报展示为了鼓励广大科研人员更好的展示研究成果,促进学术交流,大会组委会设立口头报告和墙报展示环节,并设立最佳墙报奖。请有意向参加口头报告或墙报展示的参会人员,尽早提交摘要至wyuting@pku.edu.cn或网上提交,组委会将安排集中审核遴选,结果会以邮件形式发送到申请者邮箱。墙报提交截止日期为2019年11月15日。墙报参考尺寸:宽84cm,高119cm。参会事项1.  会议报到时间:2019年12月12日09:00-23:002.  会议报到地点:深圳市西丽大学城北京大学深圳研究生院国际会议中心3.  会议摘要截止日期:2019年11月15日4. 作为会议参会学者,请提前注册并缴纳注册费,会议期间统一安排餐饮,住宿费请自理。会议注册费标准:缴费方式及账户信息银行账户转账公司名称:深圳市捷旅会展服务有限公司开户行:上海银行股份有限公司深圳分行帐号:00392903 0300 1756 655汇款时请备注 “姓名+单位+OFET2”,只支持储蓄卡缴费支付宝及微信扫码转账注:查询确认注册费付款事宜请联系:曹利萍:18675520881发票信息本次会议提供普通发票,缴费后请提供开票抬头、税号、姓名、单位发送至wang-tao@pku.edu.cn。2019年12月1日前缴费可现场领取发票,2019年12月1日后及现场报到需提供邮寄地址。温馨提示1、为及时、准确无误地确认汇款,请务必在汇款附言中注明:“OFET2-注册人单位-注册人姓名“(备注不多于12个汉字)。2、汇款后请您及时给会务组发邮件,告知所有缴费人员姓名及提供开票信息。在线投稿及缴费网址:www.ofet-tech.com重要日期摘要提交截止日期:2019年11月15日注册优惠截止日期:2019年11月15日会议日程安排(请以会前最后一轮通知为准):2019年12月12日:会议报到、注册2019年12月13日-15日:OFETs研讨会会议赞助根据赞助金额大会共设置铂金、金牌、银牌、铜牌四个等级及多个热门赞助,有意赞助的单位,请通过以下联系方式联系我们。会议赞助联系人:张非  联系电话:18680322139 (同微信)联系邮箱:feizhang@pku.edu.cn地址:深圳市南山区大学城北大园区G306A会场及周边酒店信息会场:深圳市南山区西丽大学城北京大学深圳研究生院国际会议中心。住宿推荐:组委会推荐各位参会人员入住会场周边的维也纳酒店(大学城店)、深圳广电集团文航酒店、里寓酒店(大学城店)、深圳博林天瑞喜来登酒店、桔子田园酒店和兰兹酒店(深圳西丽大学城店),拨打酒店联系电话或请组委会代为预订并声明“参加OFET会议和北京大学深圳研究生院”,您将享有优惠折扣,通过网络或者第三方平台预订无法享受协议价。

来源: X-MOL 2019-11-12

Nature:金秋时节看银杏,步步惊心全合成

秋天的干净阳光下,一阵微风吹过银杏树,满眼都是跃动的金色……这一画面,应该就代表着不少人心中的“金秋”。面对如此美景,诗兴大发?挥毫泼墨?不不不,笔者还是谈谈与银杏有关的老本行吧——近期发表在Nature 上的银杏新内酯bilobalide的不对称合成。银杏不但看起来很美,在传统中医理论中还被认为具有抗衰老的功效。银杏提取物中的bilobalide是活性成分之一,有研究表明其可以拮抗γ-氨基丁酸A受体(GABAAR)而具有保护中枢神经系统的作用,例如在唐氏综合征小鼠模型上表现出降低认知损伤的效果。但由于bilobalide在银杏叶和根皮中含量极低,又尚未被发现存在于其他植物中,这给提取纯化带来了很大难度。此外,bilobalide超级拥挤的立体结构和不稳定性也给合成带来了极大的挑战,因此对除GABAAR外的靶点研究及药用开发受到很大限制。截止到目前,只有两个课题组完成了bilobalide的全合成,分别是1988年哈佛大学E. J. Corey教授课题组以24步完成其对映选择性合成(Tetrahedron Lett., 1988, 29, 3423);1993年北卡罗来纳大学的Michael T. Crimmins教授课题组以17步完成bilobalide的消旋体合成(J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 3146)。两者共同的特点是通过8-11步氧化还原操作去构筑高度取代的环戊烷母核。很显然,这种操作在整个路线中占了很大比重,要想进一步缩短合成路线,满足氧化还原经济性是一种重要的策略。近日,美国斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute, TSRI)的Ryan A. Shenvi教授和Masaki Ohtawa教授通过创造性的思维,认为bilobalide可以看作是一个假对称(pseudosymmetric)的稠合双内酯分子(下图),可以通过对化合物5的C10位后期的氧化来构筑,而5的合成最终可以从对称的合成子二酯开始。如此,他们仅用10步就高效完成了(-)-bilobalide的不对称合成,其中仅涉及3步氧化还原反应,而前9步仅需要1个人在7天时间内就能完成,可得到0.35 g的5。相关工作发表在Nature 上。各种银杏内酯和bilobalide的合成考虑。图片来源:Nature先谈一点笔者的读后感。整篇文章我认为可用一个关键词总结,那就是“挑战”,这个词几乎贯穿了这条“简洁而不简单”的合成路线中。当然,全合成就像打怪闯关一样,想要最后成功,就要征服所有大大小小的挑战。首先,起始步骤就是第一个挑战(下图)。作者想要实现的是以6a和6b为底物进行的不对称Reformatsky反应,因为像7这类的化合物通常在碱性条件(如采用aldol缩合)下很可能发生逆aldol反应,因此Reformatsky反应是最可靠的选择。然而,另一个不大不小的挑战又被引出,文献里并没有同时具有对映和非对映选择性的Reformatsky反应可参考,只有一篇Wolf等人用噁唑烷作为配体的对映选择性Reformatsky反应(J. Org. Chem., 2011, 76, 6372)。经过配体筛选,作者发现双噁唑配体indabox (‒)-A可以以97:3的er 值得到syn-构型的产物7(2.3:1 dr)。接着在自由基条件下发生Giese-type 5-exo-trig环化反应构筑第一个手性季碳,得到环戊烯8(20:1 dr)。Bilobalide全合成路线。图片来源:Nature第二个手性季碳的构筑就没那么容易了,即C8位羟基的引入给合成带来了第二个挑战。作者首先想到了Drago-Mukaiyama水合反应,但在标准的金属氢化物氢原子转移(MHAT)条件下9的收率很低且没有非对映选择性。根据他们以往的研究,硅烷醇解后的产物烷氧基硅烷(如Ph(i-PrO)SiH2)可以作为大多数Mukaiyama反应中动力学上相关的还原剂,对于降低催化剂用量及反应温度、提高官能团兼容性有奇效。因此,他们用Ph(i-PrO)SiH2作为氢源进行环戊烯8的水合研究,发现金属催化剂上的配体对反应的非对映选择性无影响,而溶剂的极性则影响了非对映选择性,例如当甲基叔丁基醚作为溶剂时,得到的是以(S)-构型为主的C8非对映异构体,而甲基环己烷则主要得到需要的(R)-C8构型的产物9(3:1 dr),作者猜想可能是分子间氢键作用的影响。接下来的氧杂环丁烷的构筑是第三个挑战(下图)。在强酸PTSA条件下,9得到两个差向异构混合物10(endo-OMe)和11(exo-OMe),不幸的是,想要的构型10是少量的,且11并不能在碱性条件下异构化为10。不过作者很聪明也很细心,他们发现这个氧杂环丁烷形成过程中是存在一定的动力学拆分现象的,因此想到也许使用恰当的手性酸可以进一步提高非对映选择性。最终他们以催化量的手性联萘酚磷酸酯(-)-B作为催化剂实现了这一过程。战胜第二、三个挑战。图片来源:Nature然后是第一个内酯环的构筑,也是作者面临的第四个挑战。由于10的位阻效应,作者采用了一个三步的连续操作去构筑C5位的C-C键:被IBS氧化成β-酮酯;接着用Waser试剂(TMS-EBX)进行亲电炔基化后用TBAF脱除TMS保护;随后在THF/H2O混合溶剂的条件下,使用SmI2进行还原,三步反应以60%的收率得到12。炔烃通过发生反马氏水合反应与C6位羟基形成内酯环。然而,炔烃水合过程并不顺利。起初用过氧叔丁基锂等经典的条件直接氧化并未成功。作者便采取“曲线救国”的方式先用LiHMDS拔氢后与硼酸三甲酯反应生成炔基硼酸酯中间体,再用m-CPBA氧化并自发关内酯环得到13,这也是首次报道的采用此法氧化炔烃的例子。13经过氢解脱苄基保护后发生骨架重排便得到前文所设计的假对称化合物5。看上去离成功只一步之遥,然而C10位后期区域和立体选择性氧化成了该全合成工作中第五个挑战,因为碗状分子5不仅拥有三个酸性位点(羟基、内侧及外侧的内酯),且在碱性条件下还不太稳定,例如在-78 ℃下加入3当量的强碱接着用酸淬灭就会导致5分解。作者发现加入1当量KHMDS后接着用1M HCl淬灭则会发生分子内转内酯化生成16a(下图),通过分子模型分析,认为这是由于C8羟基进攻C4在Bürgi-Dunitz 角范围内以及生成的16a上内酯π电子与相邻的C-O键 σ∗轨道形成反馈键从而使构象更稳定这两种因素共同作用的结果。另外,作者还发现此时原来处于内侧的C10氢发生了翻转,变得相对容易接近,转化为TBS醚16b也有类似现象,但可惜16b在碱性条件下只有6%转化为1。最终,作者发现将5转化为苯甲酸酯后,内侧的内酯环C10氢进一步暴露,酸性也增强,在KHMDS作用下形成的烯醇可以被稳定,从而被Davis试剂氧化完成bilobalide的全合成。后期区域和立体选择性氧化C10位。图片来源:Nature金秋正是银杏最美的时节,Ryan A. Shenvi和Masaki Ohtawa等人这篇关于银杏新内酯bilobalide的高效不对称合成刚好应景。整个合成路线简洁巧妙,背后则是“步步惊心”的诸多挑战,而他们的应对又充分展示了扎实的合成功底和充满创造性的思路,让人体会到了不逊于金秋美景的化学之美。当然,“美”只是化学的一面。杜甫七律之首的《登高》有这么一句“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来”,描写诗人在夔州长江之滨登高所见之秋景,笔者不知道他看到的是不是银杏随风飘落,但于从事全合成的人而言,这一路真是如诗中所说“艰难苦恨繁霜鬓”。这简洁的全合成,背后藏着多少辛酸和孤寂,可能只有作者自己清楚。美与艰难纠缠在一起,这也许就是全合成被称为有机合成“艺术”的原因之一吧。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):Concise asymmetric synthesis of (-)-bilobalideMeghan A. Baker, Robert M. Demoret, Masaki Ohtawa, Ryan A. ShenviNature, 2019, DOI: 10.1038/s41586-019-1690-5导师介绍Ryan A. Shenvihttps://www.x-mol.com/university/faculty/691撰稿:峰千朵审校:龙须友

来源: X-MOL 2019-11-10

“老(铑)当益壮”:“贵(硅)人相助”一步构建季碳和硅连碳手性中心

烯烃的硅氢化反应是有机(硅)化学中最重要的反应之一,是制备有机硅化合物最为常用和高效合成方法之一,已广泛应用于硅烷偶联剂、有机硅聚合物材料的大规模生产中。近年来,随着手性硅烷化合物在有机合成、药物化学和功能材料中重要性日益受到关注,过渡金属催化硅氢化反应越来越受到化学家的重视,基于铂、铑、铁、钴、铜等金属催化剂的高效催化合成方法不断涌现,然而能够构建高立体选择性的不对称催化硅氢加成反应新策略仍然较为匮乏,特别是能够适用于非端烯(炔)烃的催化方法不多,而且利用去对称化策略耦合硅氢加成反应一步构建手性硅烷和季碳手性中心更是一个挑战性课题,目前相关研究尚未见报道。最近,杭州师范大学有机硅化学及材料技术教育部重点实验室的徐利文教授(点击查看介绍)团队利用环丙烯三元环的张力作用,成功发展了一类铑催化新体系,高立体选择性地实现了同时构建含季碳手性中心和硅烷的双手性中心硅烷化合物,在邻位、间位和对位有各种取代基的芳基环丙烯,结果都可以良好的产率和优秀的选择性(up to> 99:1 dr和> 99%ee)得到目标产物,具有相当理想的底物普适性。进一步的实验表明,该方法还可以应用于一锅法氧化合成手性硅醇:在不对称硅氢化反应完成之后将水和乙腈混合溶剂加入到催化体系中,能够在保持高对映选择性和非对映选择性的情况下以高产率得到手性硅醇。利用该策略还进一步在硅手性中心的构建方面进行了尝试,能够形成三个手性中心连续化存在的特种手性硅烷。该工作首次实现了铑催化的1,1-二取代环丙烯与二芳基硅烷的不对称硅氢化反应,充分显示了铑催化剂在硅氢加成反应中仍然具有其它金属所难以比拟的优势,实验结果还表明铑金属很有可能在该反应中表现出与以往传统上Chalk-Harrod或其改进机制不同的作用模式。相关工作发表在ACS Catalysis上。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):Enantioselective Rhodium-Catalyzed Desymmetric Hydrosilylation of CyclopropenesZhi-Yuan Zhao, Yi-Xue Nie, Ren-He Tang, Guan-Wu Yin, Jian Cao, Zheng Xu, Yu-Ming Cui, Zhan-Jiang Zheng, Li-Wen XuACS Catal., 2019, 9, 9110−9116, DOI: 10.1021/acscatal.9b02623导师介绍徐利文https://www.x-mol.com/university/faculty/41627

来源: X-MOL 2019-11-09

JACS:新型甲基化试剂—TEMPO-Me

甲基化是生物和化学系统中普遍存在的基本过程。除化学合成中常用的亲核(自由基)甲基化试剂,更常见的是亲电甲基化试剂,如碘甲烷、硫酸二甲酯、三氟甲磺酸甲酯或重氮甲烷,但它们毒性大,其中一些试剂还特别易挥发,具有潜在的爆炸性。碳酸二甲酯虽然更安全、更环保,但它的活性较低。因此,开发原位生成甲基化试剂的新化合物将会具有许多优势如无需分离和处理危险试剂。因此,在温和的条件下,从潜在的、相对无毒的前体中寻找高活性甲基化试剂对研究者仍然有巨大的吸引力。烷氧基胺具有不稳定的C-O键,但在室温下通常是稳定的。在较高的温度下,某些烷氧基胺可以直接发生C-O键的均裂,生成氮氧化物自由基和碳自由基。而氧化态的烷氧基胺如果能够生成稳定的碳正离子,那么它就容易发生裂解(图1a和1b);如果裂解后生成的是不稳定的碳正离子,那么这种裂解就具有极大的挑战性(图1c)。图1. 烷氧基胺C-O键的切断。图片来源:J. Am. Chem. Soc.最近,澳大利亚国立大学Michelle L. Coote教授、塔斯马尼亚大学Alex C. Bissember博士等人报道了一种新型的甲基化试剂—1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶(TEMPO-Me),它能够通过电化学氧化的方法原位产生一种强亲电性的TEMPO-Me+•,其亲电性可与三甲基氧鎓阳离子相媲美,作者成功的将它用于芳香羧酸的甲基化反应,并且在这个电化学过程中避免使用过渡金属催化剂或化学计量的氧化剂。该文章发表于J. Am. Chem. Soc.。图2. TEMPO-Me的制备。图片来源:J. Am. Chem. Soc.如果希望TEMPO-Me作为甲基化试剂广泛的应用到有机反应中,那么它的合成应当简单而高效(图2)。作者以TEMPO为原料,在FeSO4•7H2O、H2O2和DMSO的条件下能够以94%收率一次得到数克的TEMPO-Me,并且它在柱色谱中稳定,在空气、室温和自然光下储存约6个月也没有发现降解。当利用循环伏安法对TEMPO-Me进行分析时,它在MeCN中显示出+1.22 V vs. Ag/AgCl可逆氧化还原电位,这与形成TEMPO-Me+•而没有发生C-O键断裂是一致的。当加入吡啶(4 equiv.)时,发现TEMPO-Me的氧化是不可逆的,表明它发生了化学转化。TEMPO-Me+•在溶液中持续稳定的存在也表明了亲核取代过程不是通过SN1机制进行。作者在另外一篇文章中报道了不同溶剂和电解质对TEMPO-iPr中C-O键断裂的影响(J. Phys. Chem. C, 2019, 123, 10300-10305),认为TEMPO-Me与其情况类似。通过计算表明TEMPO-Me+•比三氟甲磺酸甲酯的活化能更低,而总反应能更有利,与公认的强亲电性的三甲基氧鎓阳离子相当,这表明它可以作为一种有效的甲基化试剂。图3. 条件筛选。图片来源:J. Am. Chem. Soc.为了说明TEMPO-Me是一种有效的甲基化试剂,作者研究了羧酸和它在电化学方法下生成对应甲酯的反应。在循环伏安实验中,苯甲酸的亲核性不足以与TEMPO-Me+•发生明显的反应,但是四丁基苯甲酸铵中的苯甲酸阴离子可以使TEMPO-Me+•中的C-O键断裂。进一步的研究表明在10 mA的恒定电流条件下,碳酸钾或碳酸铯作为碱时,可以得到苯甲酸甲酯产物,尽管收率较低(图3)。由于碳酸钾或碳酸铯在电解液中溶解性差,它们会明显的沉积在阴极上,如果在反应过程中对电池极性不做规律的交替变化,则反应会完全受到抑制。当改用有机碱2,6-二叔丁基吡啶时,不需要改变电池极性,收率也会增加。循环伏安法研究表明2,6-二叔丁基吡啶基本不与TEMPO-Me+•反应,而位阻小的2,6-二甲基吡啶则会有部分参与了反应。作者对溶剂和电解质也进行了筛选,由于质子化的2,6-二叔丁基吡啶在阴极被还原成氢气,并且重新生成2,6-二叔丁基吡啶,所以反应中碱的量降低到0.1 equiv. 时,反应的收率也无明显影响;但是当反应体系中不加碱时,反应收率大大降低。电解条件的变化如低电流(5 mA)或高电流(15 mA)都会使反应的收率降低。除了通过电化学的方法使用TEMPO-Me实现苯甲酸的甲酯化,作者也比较了常规的氧化(CAN、m-CPBA、DDQ或PIDA)和光催化的方法,结果这些方法均无效,不能得到相应的甲基化产物。图4. 底物的范围。图片来源:J. Am. Chem. Soc.在最优的条件下,作者探索了羧酸的范围(图4)。无论是对位还是邻位取代的苯甲酸均能得到相应的甲基化产物;此外,噻吩羧酸和萘羧酸在标准的条件下也可以得到相应的羧酸甲酯。值得注意的是,4-氟苯甲酸在恒电位时能够得到收率更高的4-氟苯甲酸甲酯(60% vs 83%)。这些反应大多都可以在无隔膜电解槽中进行,但是对于底物中具有更容易被电还原的官能团,甲基化过程应该在隔膜电解槽中进行,例如对硝基苯甲酸在无隔膜电解槽中发生反应时,会生成复杂的混合物,当在隔膜电解槽中反应时,最终以65%的收率得到甲基化产物3i。在含酮的底物2j、反式肉桂酸2k和苯丙炔酸2l作为底物时,2,6-二叔丁基吡啶的催化活性被抑制,碳酸铯则是最有效的碱。图5. TEMPO−CD3的应用。图片来源:J. Am. Chem. Soc.该甲基化过程可能是按照SN2机理进行,然而有文献报道了m-CPBA介导的TEMPO-Me在二氯甲烷中氧化裂解是通过Cope型消除机理进行,其中甲基取代基以甲醛形式被释放(Chem. Commun., 2013, 49, 10382−10384)。为了排除自由基阳离子TEMPO-Me+•通过去质子化来产生卡宾(或甲醛)类中间体的可能性,由d6-DMSO制备了TEMPO-CD3(> 99% D),当它与对硝基苯甲酸在标准条件下反应时,根据质谱和核磁共振光谱分析,没有证据表明在对硝基苯甲酸甲酯d3-3i中存在H/D交换。总结Michelle L. Coote等人的工作证明了TEMPO-Me是一种新型的潜在甲基化试剂,它性质稳定,可以规模化合成。在电化学反应条件下,TEMPO-Me能够原位氧化成强的亲电试剂(TEMPO-Me+•),并且作者通过试验实现了这种新的亲电甲基化试剂与一系列羧酸的反应。计算和实验研究表明这种转化是亲核试剂对TEMPO-Me+•的进攻,涉及到SN2反应机理。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):TEMPO−Me: An Electrochemically Activated Methylating AgentPhilip L. Norcott, Chelsey L. Hammill, Benjamin B. Noble, Johnathon C. Robertson, Angus Olding, Alex C. Bissember, Michelle L. CooteJ. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 15450-15455, DOI: 10.1021/jacs.9b08634导师介绍Michelle L. Cootehttps://www.x-mol.com/university/faculty/25747(本文由有所不为供稿)

来源: X-MOL 2019-11-08

非活化烯烃的位点选择性催化脱氨烷基化反应

通过非活化烯烃的官能团化来构建碳-碳键在现代有机合成中日趋重要,其中,金属氢化物对非活化烯烃的催化加成是当代催化研究中的一个热点,因为它形式上产生了一个潜在的碳亲核试剂,可以与合适的亲电试剂进一步发生反应。由于烷基胺广泛存在于药物和临床前候选药物中,如何设计将催化sp3C-N键裂解技术作为药物发现中先导化合物生成的一种新策略,对于化学家来说是一项新的挑战。尽管已有了一些较好的进展,但C-C键形成方案目前仍局限于一些特定的试剂和底物。近期,西班牙加泰罗尼亚化学研究所(ICIQ)的Ruben Martin教授(点击查看介绍)课题组设想是否可以用非活化的α-烯烃甚至内烯烃来实现位点选择性催化脱氨烷基化。这不仅可能为探索烯烃官能团化和脱氨反应提供新机会,还有可能发现通过非常规的sp3-sp3键断裂快速和可靠地实现结构多样性的新策略。在作者对Ni-催化反应的持续研究中,他们成功实现了这个目标(图1)。该方法的显著特征是即使在合成后期,对于α-烯烃和内烯烃都能在温和的条件下以优良的化学选择性和优异的位点选择性实现官能团化。虽然在前者中发现了反马氏选择性,但后者能通过链行走实现远程sp3 C-H位点的成键。图1. 烯烃的催化脱氨烷基化。图片来源:J. Am. Chem. Soc.首先,作者以非活化的烯烃2a和容易大规模制备的吡啶盐1a为模型底物,对所有反应结果进行了仔细研究,作者发现,在NiBr2•glyme(10 mol %)、L4(15 mol %)、(EtO)2MeSiH、Na2HPO4和NMP/二氧六环以及40 ℃下反应得到了最佳结果,以80%的分离产率得到了反马氏选择性的3a。在分析的所有配体中,2,2'-双吡啶基元特别适合于靶向转化(图2);与相关的还原偶联反应不同,配体骨架的电子效应以及与氮原子相邻的取代基对于反应的发生并非关键因素。然而,镍预催化剂、氢源、无机碱或溶剂的细微变化都会对反应活性产生不利影响,使得3a产率降低。对照试验表明,所有组分对于sp3-sp3键的形成都是必不可少的。图2. 反应条件优化。图片来源:J. Am. Chem. Soc.有了最佳反应条件,作者对底物范围进行了考察,如图3所示,α-烯烃的催化脱氨烷基化反应具有良好的化学选择性,腈(3d)、酯类(3h、3w)、氨基甲酸酯(3n、3s)、硅醚(3c)和酮(3j、3k、3v)的兼容性良好。值得注意的是,有机硼(3g)、烷基卤化物(3e、3f、3k)或芳基卤化物(3h、3l、3w)都可以很好地兼容该反应,从而通过交叉偶联反应实现进一步的衍生化。即使是游离羟基也不干扰sp3-sp3键的生成(3i、3w)。如预期的那样,具有多个不饱和烯烃底物的脱氨烷基化反应完全发生在取代基较少的烯烃(3q、3r)上。如3q所示,该反应可在2 mmol的规模内进行,且产率不受明显影响。重要的是,1,1-二取代烯烃作为底物也能够兼容该反应(3s-3u),同样,靶向sp3-sp3键的形成可以扩展到除1a以外的环状类似物(3j-k、3n-o和3p)和脂肪族同系物(3v、3w)。图3. α-烯烃的催化脱氨烷基化。图片来源:J. Am. Chem. Soc.由于非活化的内烯烃与金属中心的结合力较低,在区分双键两端时存在困难,因此脱氨烷基化能否扩展到内烯烃仍然存在疑惑。事实上,在图3所示的Ni/L4条件下,2-庚烯和1a反应时,没有观察到sp3-sp3键的形成。然而,有趣的是,配体骨架上氮原子附近取代基的加入使得在远端sp3 C-H位发生了脱氨基的sp3-烷基化反应。对反应结果进行合理研究后,底物在DMSO/1,4-二氧六环作为溶剂、NiI2(10 mol %)、L6(20 mol %)、(EtO)3SiH(0.40 mmol)、Na2HPO4(0.80 mmol)条件下反应得到4c,产率57%,选择性> 36:1(图4)。结果表明,硅醚(3c)、邻苯二甲酰亚胺(4e)、醛(4f)、烷基卤化物(3e)、氨基甲酸酯(4i、4j)以及含氮杂环(4g)都能够兼容该反应。重要地是,即使距离双键的位置较远,远端sp3 C-H位仍然能够以较好的位点选择性实现sp3-sp3键的构建(4f)。甚至是带有支链取代基或三取代烯烃(4d)也不影响反应的效率,脱氨烷基化总是发生在位阻较小的sp3 C-H位。图4. 内烯烃的催化脱氨烷基化。图片来源:J. Am. Chem. Soc.对于α-烯烃和内烯烃,作者还尝试了该方案在后期官能团化中的应用。如图5所示,尽管在某些情况下只获得了中等的产率,但这些结果解决了合成中的挑战,特别是对于衍生自芳樟醇(5)、paclonburazol(7)、半乳糖(10)或valencene(11)具有多个官能团的底物,C-C键形成仅在最少取代基的烯烃位点发生。类似地,β-pinene(8)、camphene樟脑(9)或雌酮衍生物(6)也能兼容该反应。该反应也可以扩展到氨基酸衍生物(12-15),可以使用伯烷基胺(12-13)或它们的二级同系物(14、15)。特别值得注意的是,该反应得到的15是单一异构体,表明后期脱氨烷基化反应不限于α-烯烃。如14-19所示,本文的方法还可通过与简单烯烃对应物的sp3 C-N键裂解对美西律、异西平和消炎痛进行衍生化。甚至还可以采用诸如20-21的药物型分子来构建sp3-sp3键。图5. 复杂底物的催化脱氨烷基化。图片来源:J. Am. Chem. Soc.图6进一步说明了脱氨烷基化的合成应用价值。从N-Boc-4-氨基哌啶(22)出发可以直接获得3a,而不需要分离吡啶盐1a。虽然只有52%的收率,但这一结果表明,简化后者的形成可能是构建sp3-sp3键的一种可行的选择。此外,该反应还可以从烯烃的混合物中实现区域选择性,最终使得4a成为单一的区域异构体。即使是乙烯这种工业上产量最大的化合物,也可以在大气压下(1 bar)反应,顺利得到23。综上所述,图3-6所示的数据证明了作者发展的非活化烯烃的脱氨烷基化反应提供了一种全新的方法构建sp3-sp3键,同时扩展了烯烃官能团化和脱氨化反应。图6. 合成应用。图片来源:J. Am. Chem. Soc.总结Ruben Martin教授课题组开发了一种非活化烯烃的催化脱氨烷基化反应,其特点是条件温和、底物范围广、位点选择性优异,对于乙烯或者复杂药物分子的后期衍生化也能适用。这为烯烃官能团化和脱氨反应提供了新的前景,并为现有的sp3-sp3键形成反应提供了补充。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):Site-Selective Catalytic Deaminative Alkylation of Unactivated Olefins Shang-Zheng Sun, Ciro Romano, Ruben MartinJ. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 16197-16201, DOI: 10.1021/jacs.9b07489 导师介绍Ruben Martinhttps://www.x-mol.com/university/faculty/44773

来源: X-MOL 2019-11-07
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