軸手性結構是許多藥物分子和天然產物中的重要結構單元,同時常常被用于手性配體、催化劑等之中。因此,發展軸手性化合物的高效構建方法具有重要研究價值。在合成化學中,醛的制備和衍生化是一種基本的有機合成手段。除了常規的醛的加成等反應外,近年來人們通過重氮等的方式開發了醛的形式插入反應,大大豐富了醛的應用范圍。相比于醛的形式C-H鍵插入反應外,醛的C-C鍵插入反應鮮有報道,且大多局限在使用有毒易爆的重氮化合物為反應前體。因此,通過非重氮策略以高區域選擇性和高對映選擇性實現醛的C-C鍵插入反應具有重要價值。
近日,研究團隊基于先前課題組有關銅催化1,5-二炔不對稱環化反應(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16961; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 7618; Chem. Sci. 2021, 12, 9466; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210637; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202115554; Chem. Sci. 2023, 14, 3493; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303670等)的研究基礎,利用配體控制的遠程手性誘導策略,從1, 5-二炔為底物出發,以廉價金屬Cu(I)/SaBOX為催化劑,通過芳基醛的形式不對稱C-C鍵插入反應,以高區域選擇性和高對映選擇性構建了一系列軸手性吡咯醛骨架。該反應具有以下特點:1)首次通過非重氮途徑以高區域選擇性和高對映選擇性實現醛的形式C-C鍵插入反應;2)通過二炔環化的策略發展該類反應,構建軸手性骨架;3)由該軸手性骨架衍生的手性膦配體能夠用于不對稱反應中,具有良好的應用前景;4)反應具有良好的底物普適性、高區域選擇性和和高對映選擇性;5)通過密度泛函理論(DFT)計算,進一步明析了該類環化反應的機理和不對稱控制模式。
該論文第一作者為廈門大學化學化工學院2022級博士生黎翠婷,并得到課題組其他研究生和本科生的協助。理論計算部分由呂鑫教授課題組2020級碩士生劉立高完成,廈門大學化學化工學院周波副教授和呂鑫教授為共同通訊作者。特別感謝魏贊斌工程師協助完成單晶測試。研究工作得到國家自然科學基金委(22125108,22121001,92056104,22301250)、福建省自然科學基金(2023J05005)、廈門大學校長基金(20720210002,20720230003)、國家基礎科學人才培養基金(J1310024)等資助。
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-42805-2
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