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Angew:催化不对称合成反式邻位硅基硼化合物2020-12-10

构象稳定的手性金属化合物可以实现立体专一性的碳-碳及碳-杂成键,在有机合成中是一类重要的试剂。在这些化合物中,具有邻位两个碳-金属键的化合物尤为重要,这两个碳-金属键可以通过立体专一性的方式分别转化为其他键,这样便可以方便地实现流线型合成。鉴于此,化学家们发展了许多的方法来实现双金属试剂的催化不对称合成。通过采用Rh、Pd、Pt、Cu等金属或糖类衍生的催化剂,人们已经实现了烯烃、炔烃或连烯化合物向1,2-二硼化合物的转化,同时,在邻二硅烷、硅基硼酸酯和锡基硼酸酯的合成上,化学家也取得了巨大的进展。尽管这个领域得到了深入研究,在邻位双金属试剂的制备上仍旧存在一些问题,例如,在烯烃的不对称双硼化反应研究中,反应体系仅适用于E型烯烃,在Z型烯烃的双硼化反应中常常没有办法实现手性控制。虽然反式1,2-硅基硼化合物可以采用碱促进的硅硼化反应制备,但是这类反应的手性版本并没有实现。最近,美国波士顿学院的James P. Morken课题组实现了反式1,2-双金属试剂的不对称合成,该反应具有良好的选择性。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上(DOI: 10.1002/anie.202000937)。

(来源:Angew. Chem. Int. Ed.

最近几年,该课题组长期致力于Pd或Ni催化的联合交叉偶联反应(conjunctive cross-coupling reactions),这类反应通过立体专一性的1,2-迁移反应来替代传统的转金属化过程,实现了两个碳原子的反式加成反应,具有良好的手性控制能力。正是基于这些研究,作者设想是否可以采用β-金属烯基硼酸酯实现相似过程,这将为反式1,2-双金属化合物的合成提供一种模块化的直接方法。

首先,作者针对这个设想进行了试剂筛选及条件优化(Table 1)。通过对一系列β-金属烯基硼酸酯化合物的筛选,作者最终确定了采用B(mac)衍生物及SiMe2Ph取代的烯烃作为模板底物,通过对催化剂用量、溶剂、温度及添加剂等条件的优化,作者确定了反应的最优反应条件为:Pd(OAc)2为金属盐、L1为配体、CsF为碱、THF为溶剂,反应于45 ℃下反应24 h,最终以82%的分离收率、97:3的ee值及>20:1的dr值得到目标产物。

(来源:Angew. Chem. Int. Ed.

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确定最优反应条件后,作者随后对反应的一般性进行了考察(Table 2)。富电性的芳基及杂芳基溴化合物均能以良好的收率及ee值得到产物,缺电性的芳基溴反应效率较差,ee值也难以控制。邻位具有取代的芳基卤代物不能有效参与反应。除此之外,烯基溴也能很好地参与反应。至于迁移基团,富电性及缺电性的基团均能兼容。

(来源:Angew. Chem. Int. Ed.

为了说明反应的实用价值,作者针对硼原料及偶联反应均进行了放大反应,表明了反应易于放大的特性。为了说明产物的应用价值,作者将产物进行了后续转化(Scheme 3),包括:1)经NaBO3氧化及Tamao-Fleming氧化后合成反式1,2-二醇化合物;2)位点选择性胺化、氧化后合成反式1,2-氨基醇化合物。

(来源:Angew. Chem. Int. Ed.

小结:James P. Morken课题组发展了一种新型的策略,实现了1,2-硅基硼化合物的催化不对称合成。该反应易于放大,产物可转化为二醇化合物及氨基醇化合物。这种方法为双金属试剂的不对称合成提供了新思路。

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