上海有机所实现首例铜催化α-烯烃高效不对称马氏硼氢化反应

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楼主 2022-06-21 06:58:55
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        烯烃的不对称硼氢化反应是一类重要的有机合成反应。自1961年烯烃的不对称硼氢化反应首次报道以来,该类反应取得了诸多进展,已实现苯乙烯、活化烯烃和含诱导基团烯烃等底物的不对称硼氢化。但作为直接来源于石油化工的大宗化学品,简单、非活化α-烯烃的不对称马氏硼氢化反应,无论是催化还是非催化反应,都未能有效实现。由于反应性、区域选择性和对映选择性的同时调控,尤其是对对映选择性的控制难以实现,α-烯烃的不对称催化转化仍然是手性合成领域的一大挑战,目前只有极少数的反应能够实现超过90%的对映选择性。

  手性配体在不对称催化合成领域扮演着关键角色。手性氮杂卡宾配体由于具备容易合成、结构可调,以及可以调控过渡金属复合物的稳定性和催化活性等特点,其设计合成一直是该领域研究热点。但与手性膦配体相较,成功的手性氮杂卡宾配体较少。

  近日,中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室施世良课题组通过设计合成新型大位阻手性氮杂卡宾配体(R,R,R,R)-ANIPE,成功实现了首例廉价金属铜催化的α-烯烃的高效不对称马氏硼氢化反应。该方法反应条件温和(室温反应),底物适用性广,官能团兼容性强。采用较低的催化剂用量(2mol%)就能实现最高可达98%ee的对映选择性(绝大多数研究大于90%ee)。同时,该反应可以放大,克级规模的反应只需要0.5mol%的催化剂即可获得相同的高对映选择性。产物手性硼酸酯容易进行立体专一的多样转化,进一步验证了反应的实用性。此外,该研究合作者浙江大学化学系教授洪鑫通过密度泛函理论(DFT)计算推测出该反应的手性诱导模型。该研究为手性硼酸酯的高效合成提供了新方法,为价廉量大的大宗化学品α-烯烃的不对称官能团化提供了新策略。该新型手性氮杂卡宾配体将有望应用于各种不对称催化反应,解决手性合成领域中的一些挑战性问题。

  相关研究成果发表在《德国应用化学》上,博士研究生蔡援为第一作者,并已申请相关专利。该研究得到了国家自然科学基金委、国家“千人计划”青年项目、,以及上海有机所、金属有机化学国家重点实验室等的资助。


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