偕二氟烯基與羰基具有相似的空間和電子特性,常作為羰基等電子體用于藥物設計。因此,如何高效構建以及轉化偕二氟烯基,具有非常重要的研究價值。南京大學化學化工學院配位化學國家重點實驗室史壯志團隊,基于金屬配合物催化碳氟鍵活化模式,前期實現了偕二氟烯基的多種轉化,如:脫氟氫化(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 13342.),脫氟烷基化(J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 9061; Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202113209.),以及脫氟硼化的化學選擇性調控(Nat. Catal., 2018, 1, 860.)與立體選擇性調控(Chem, 2018, 4, 2201.)。
偕二氟聯烯含有1,2-丙二烯骨架,在上世紀60年代被化學家首次合成。由于其高活性,在化學轉化中通常伴隨著多種副產物產生,難以駕馭。如何實現偕二氟烯的精準轉化,特別是立體選擇性轉化,是該領域亟需解決的科學問題。最近,史壯志團隊首次實現了一類偕二氟聯烯與親核試劑的高度可調的轉化。研究發現,銠催化劑與雙氮配體結合可以催化巰基在β位加成,而銠催化劑與手性雙膦配體結合可控制巰基在γ位不對稱加成,分別得到兩類偕二氟烯烴產物。該策略利用同一種原料得到兩種產物,具有高度的化學、區域和立體選擇性,以及百分之百的原子經濟性。理論計算研究揭示了β和γ加成反應選擇性的起源,β加成產物中烯烴順式選擇性的形成,以及γ加成中立體選擇性的控制。該研究為后續偕二氟聯烯的高效、精準轉化打開了一扇大門。
本文以“Regio- and enantioselective nucleophilic addition to gem-difluoroallenes”為題發表在為題發表于《自然·合成》(Nature Synthesis)上 (https://www.nature.com/articles/s44160-021-00023-y)。本論文南京大學化學化工學院為唯一通訊單位,第一作者為博士研究生韓小偉,理論計算由王敏燕副教授完成,通訊作者為史壯志教授。該研究得到國家自然科學基金委、中央高校基本科研業務費、南京大學超算中心的資助。
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