科研進(jìn)展
蘭州化物所環(huán)丙胺不對(duì)稱(chēng)碳?xì)滏I硼化研究取得新進(jìn)展
光學(xué)活性的環(huán)丙胺是眾多具有生物活性的天然產(chǎn)物、藥物和農(nóng)藥的基本結(jié)構(gòu)單元。為此,人們發(fā)展了不同種類(lèi)的不對(duì)稱(chēng)合成方法,傳統(tǒng)方法主要包括烯胺類(lèi)化合物的 [2+1] 反應(yīng)和環(huán)丙烯的氫(碳)胺化反應(yīng)。這些底物的反應(yīng)位點(diǎn)通常需要進(jìn)行預(yù)活化,從而增加冗余的合成步驟和額外的試劑。因此,發(fā)展原子和步驟經(jīng)濟(jì)的催化不對(duì)稱(chēng)方法是該領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。
中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所羰基合成與選擇氧化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐森苗團(tuán)隊(duì)(有機(jī)硼催化組)一直致力于過(guò)渡金屬催化的區(qū)域和立體選擇性碳?xì)滏I硼化反應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)發(fā)展一類(lèi)新型的手性雙齒硼基配體(CBL),實(shí)現(xiàn)了過(guò)渡金屬銥催化的配位基團(tuán)導(dǎo)向的二芳基甲基胺的C(sp2)-H鍵 (J. Am. Chem. Soc.2019,141, 5334)、環(huán)丙烷甲酰胺的C(sp3)-H鍵 (J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 10599)、環(huán)丁烷的C(sp3)-H鍵的不對(duì)稱(chēng)硼化 (Chin. J. Chem.2020, 38, 1533),環(huán)狀胺類(lèi)化合物的α-C(sp3)-H鍵 (J. Am. Chem. Soc.2020, 142, 12062)、非活化亞甲基的C(sp3)-H鍵(Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60,3524; Angew. Chem. Int. Ed.2021, 61, 5843)、二芳基次膦酸酯的C(sp2)-H鍵 (ACS Catal.2021, 11, 13445) 和二茂鐵的C(sp2)-H鍵 (ACS Catal.2022, 12, 1830) 的不對(duì)稱(chēng)硼化反應(yīng)。
圖一 CBL/Ir催化的環(huán)丙胺類(lèi)化合物的不對(duì)稱(chēng)C(sp3)-H鍵硼化反應(yīng)
最近,該團(tuán)隊(duì)針對(duì)環(huán)丙胺碳?xì)浠罨腥狈线m導(dǎo)向基、易開(kāi)環(huán)、存在競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)等問(wèn)題,利用金剛烷取代的CBL,首次實(shí)現(xiàn)了以簡(jiǎn)單環(huán)狀酰亞胺為導(dǎo)向基,環(huán)丙胺類(lèi)化合物的高對(duì)映選擇性C(sp3)-H鍵硼化反應(yīng),產(chǎn)物的最高ee值可達(dá)99% (圖一)。該反應(yīng)具有非常廣譜的底物兼容性(36個(gè)例子),所獲得的硼化產(chǎn)物可發(fā)生一系列的轉(zhuǎn)化反應(yīng),并可實(shí)現(xiàn)生物活性分子的合成。
相關(guān)成果在線發(fā)表在德國(guó)應(yīng)用化學(xué)(Angew. Chem. Int. Ed.) (論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202201463)。
以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、蘭州化物所、羰基合成與選擇氧化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和杭州師范大學(xué)有機(jī)硅化學(xué)及材料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。