欧美色盟,色婷婷AV一区二区三区之红樱桃,亚洲精品无码一区二区三区网雨,中国精品视频一区二区三区

歡迎來到化學加！萃聚英才，共享化學！化學加，加您更精彩！客服熱線：400-8383-509
  1. 首頁
  2. 資訊

Angew：南開葉萌春課題組甲酰胺的對映選擇性Ni-催化C(sp3)-H活化

來源：化學加網原創      2022-09-04
導讀：近日，南開大學葉萌春課題組利用PO-Ni-Al雙金屬協同催化的模式，使用新型氫化聯萘胺磷氧配體（H8-BINAPO），實現了甲酰胺的對映選擇性Ni-催化脂肪族C(sp3)-H活化，相關成果發表在Angew. Chem. Int. Ed.上(https://doi.org/10.1002/anie.202209625)。


正文

相比于廣泛探索的芳烴、烯烴、醛、亞胺、甲酰胺或炔烴的C(sp2)-H和C(sp)-H鍵的對映選擇性過渡金屬催化活化，不活潑的C(sp3)-H鍵的對映體選擇性活化一直是個較大的挑戰（圖1a）。到目前為止，已報道的對映選擇性C(sp3)-H鍵活化反應的例子主要局限于活性較高的貴金屬催化劑如Pd、Rh和Ir等，很難使用3d過渡金屬催化。鑒于3d金屬高豐度、低成本和低生物毒性的優勢，發展3d金屬催化的對映選擇性C(sp3)–H鍵活化反應具有重要的意義，是當前研究的一個熱點和難點。
9401.png
圖1. 對映選擇性過渡金屬催化C(sp3)-H活化（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
2019年，Matsunaga、Yoshino等人率先取得突破，在氨基酸類手性陰離子輔助下，實現了3d-金屬Co催化硫酰胺的一級C(sp3)-H鍵的對映選擇性酰胺化（圖1a）。然而，其方法還無法應用于其它3d-金屬催化的C(sp3)-H鍵的對映選擇性活化，特別是廣泛應用于非對映選擇性C-H鍵活化以及對映選擇性C(sp2)-H鍵活化的金屬鎳催化劑。最近，南開大學葉萌春課題組利用鎳-鋁雙金屬協同催化模式，實現了甲酰基C(sp3)-H鍵對映選擇性活化，獲得高達95%的ee值，成為3d-金屬鎳催化C(sp3)-H鍵的對映選擇性活化領域的一個重要突破（圖1c）。
作者選擇N,N-二異丙基甲酰胺1a和四辛炔2a作為模板底物，對手性磷氧配體進行了考察（圖2）。當以部分氫化的BINAPO手性磷氧配體L22作為反應配體，AliBu3作為路易斯酸，在80 ℃條件下，可得到92%的收率和91%的ee值。通過單晶X-射線衍射分析，確定產物主要對映體的構型為(R)構型。
9402.png
圖2. 反應條件優化（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
隨后作者對炔烴的底物范圍進行了研究（圖3），發現烷基炔烴和芳基炔烴均能順利進行反應。此外芳基炔烴的芳環上含有給電子基團如Me基團或吸電子基團如F等均能被很好地兼容。作者還發現雜芳基炔烴如含吲哚和噻吩結構也可以參與反應，得到手性環化產物。體系中非對稱炔烴區域異構體比率通常取決于炔烴的兩個取代基之間的體積大小。例如，芳基烷基炔的異構體比為2:1，而叔丁基甲基炔顯著增強了區域選擇性，可得到單一異構體。
接下來，作者研究了一系列帶有各種取代基的甲酰胺（圖4）。當叔丁基作為N-取代基時，以46%的產率和90%的ee順利獲得所需產物4a，但伴隨著一定量的副產物生成。該副產物是通過活化叔丁基的1o C-H鍵生成的，產率為42%。當N-取代基的空間位阻增加時，可以抑制這種副反應。例如，2-金剛烷基（4b），環己基類取代基（4c、4d）均可以得到相應的產物，而沒有觀察到2-金剛烷基或環己基的活化。

9403.png

圖3. 底物拓展-炔烴（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
此外，含有N-取代基的芳烴也與反應兼容。例如，均三甲基、二苯甲基和二芐基甲基均可以得到相應的不對稱環化產物。除異丙基外，環酰胺（4h和4i）中的其它甲基在反應中也可兼容。亞甲基C(sp3)-H鍵由于大的空間位阻而不易被過渡金屬活化，但在該體系中依然能被順利活化（4j和4k）。然而在這些情況下，需要活性更高的配體如L5或L6來取代最佳配體L22，以實現更好的對映選擇性。
9404.png
圖4. 底物拓展-甲酰胺（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
為了考察反應的實用性，作者進行了產物的轉化。通過該體系環化產物可兩步得到具有重要生物活性Piperlongumine衍生物。接著作者對反應機理進行了探索，使用氘標記實驗以確定底物1b的兩個C-H鍵活化的動力學同位素效應。甲酰基C(sp2)-H鍵的kH/kD較低（1.14）（圖 5），而脂肪族異丙基C(sp3)-H鍵的kH/kD相對較高，這表明C(sp3)-H鍵活化可能是一個速率決定步驟?；谥暗耐庀磻拖嚓PDFT計算，以及作者在PO–Ni–Al催化方面的經驗，作者對反應提出可能的催化循環：PO連接Ni–Al催化劑首先與甲酰胺1a和炔2a配位。然后發生甲?；鵆–H鍵斷裂，通過氧化加成或H轉移形成中間體A。隨后，C(sp3)–H鍵斷裂生成中間體B。最后，炔烴插入和還原消除提供了所需產物并使催化劑再生。
94051.png
94052.png
圖5. 轉化與機理（圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.）

總結


南開大學葉萌春課題組利用新發展的H8-BINAPO配體橋聯的Ni-Al雙金屬催化劑順利實現了脂肪族C(sp3)-H鍵對映選擇性活化的突破，合成了一系列含氮的手性雜環，獲得了高達95%ee。該方法有望在其它各類3d-金屬催化的C(sp3)–H鍵對映選擇性活化方面得到廣泛的應用。


文獻詳情：

Yin-Xia Wang#,Feng-Ping Zhang#,Hao Chen, Yue Li, Jiang-Fei Li, Mengchun Ye*. Enantioselective Nickel-Catalyzed C(sp3)-H Activation of Formamides. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, https://doi.org/10.1002/anie.202209625


image.png

長按或掃碼左側二維碼查看原文



聲明：化學加刊發或者轉載此文只是出于傳遞、分享更多信息之目的，并不意味認同其觀點或證實其描述。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益，請作者持權屬證明與本網聯系，我們將及時更正、刪除，謝謝。 電話：18676881059，郵箱：gongjian@huaxuejia.cn