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Angew. Chem. :基于电氧化苯炔中间体的不对称芳基化反应2020-09-25

上世纪四五十年代,Wittig和Roberts等人的研究首次发现和证实了苯炔中间体。自此以来,苯炔反应在合成化学和生命科学中受到广泛关注,是实验和理论化学研究的重要活性中间体。由于巨大的角张力,苯炔三键的p轨道重叠较差,导致LUMO轨道能量降低。因此苯炔表现出极高的亲电性,能够快速与亲核物种反应。作为高活性的中性中间体,苯炔的反应一般自发进行,难以调控,实现对苯炔的立体选择性捕获极为困难,以苯炔作为活性中间体的不对称催化转化仍是挑战性难题。

近几年来,电化学合成作为一种绿色高效的合成方法,取得了飞速的发展,特别是不对称电催化领域也有了显著的进展。在前期研究的基础上,清华大学罗三中教授团队发展了一种电化学氧化氨基苯并三唑生成苯炔的方法,并将其与他们团队发展的手性伯胺催化成功结合,实现了β-酮羰基化合物与苯炔的不对称烯胺芳基化反应该催化也可适用于环己炔,实现不对称环己烯化反应。

在最优条件下,作者对β-酮羰基底物以及氨基三唑底物的适用范围进行了考察。结果表明,反应对于五元、六元环状β-酮酯,五元环状β-酮酰胺都能得到比较好的结果,并且对苯基取代的1-氨基苯并三唑和环己三唑有很好的兼容性,以高对映选择性得到芳基化和烯基化的产物。

作者在条件筛选时发现,Co(OAc)2·4H2O的加入对反应产率的提高有重要作用,推测Co(II)对三键的配位,起到稳定苯炔的作用。控制实验和理论计算支持了这一结论。作者进一步通过理论计算揭示了反应的对映选择性起源。形成S构型产物的过渡态中,为了减少苯炔进攻烯胺的位阻效应,烯胺中苄基部分需要有较大的扭曲,从而使得形成R构型产物更有利。此外,反应可能经历协同C-C键形成和质子化叔胺N-H转移的过程,同样使得形成R构型产物更有利。

在该工作中,罗三中教授团队发展了使用有机电氧化生成苯炔的方法并成功的将其与手性伯胺催化结合,实现了β-酮羰基化合物的芳基化反应,这是首例基于苯炔的不对称催化报道。该反应为构建具有良好立体选择性的α-芳基季碳手性中心化合物提供了一种简便的方法。

论文信息:

Catalytic AsymmetricElectrochemicalα‐Arylation of Cyclic β‐Ketocarbonyls with Anodic Benzyne Intermediates

Longji Li,Yao Li,N Fu,L Zhang,Sanzhong Luo

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202006016

《德国应用化学》