热点研究

「Spotlight Research」炔丙醇的对映选择性烷基化反应

作者:石油醚

本期热点研究,我们邀请到了本文第一作者,来自东京大学的张煜林博士为我们分享。

2023年2月23日,Nat. Commun.在线发表了来自东京大学Yoshiaki Nishibayashi教授团队题为「Interplay of diruthenium catalyst in controlling enantioselective propargylic substitution reactions with visible light-generated alkyl radicals」的研究论文。文章中,该团队用通过可见光照射的光反应生成的来自于4-烷基-1,4-二氢吡啶的烷基自由基作为亲核自由基反应剂,开发了世界上首例可选择性催化炔丙醇的对映选择性烷基化反应。

“Interplay of diruthenium catalyst in controlling enantioselective propargylic substitution reactions with visible light-generated alkyl radicals”

 Yulin Zhang, Yoshiaki Tanabe*, Shogo Kuriyama, Ken Sakata* & Yoshiaki Nishibayashi*

Nat. Commun., 2023, 14, 859.  doi: 10.1038/s41467-023-36453-9

Q1. 请对Interplay of diruthenium catalyst in controlling enantioselective propargylic substitution reactions with visible light-generated alkyl radicals”作一个简单介绍。

 在丙炔基上具有不对称碳的丙炔基取代化合物是可作为药品的极其重要的化合物种类。自从2000年开始,作者所在的课题组对直接在丙炔基上选择性地引入取代基的不对称取代反应进行了多项研究和报道。然而,关于引入简单的烷基的对映选择性烷基化反应,由于烷基化亲核试剂的反应性过高,至今没有相关报道。

因此,本研究在铱催化剂的存在下,用通过可见光照射的光反应生成的来自于4-烷基-1,4-二氢吡啶的烷基自由基作为亲核自由基反应剂,开发了世界上首例可选择性催化炔丙醇的对映选择性烷基化反应。这种利用光反应生成的自由基,可作为温和的烷基化剂,可以选择性地将单纯的烷基向丙炔位引入,这是离子性亲核试剂无法实现的。而且该反应还成功构建了不对称四级碳。本反应系统在可见光照射下,在常温下进行反应,与以往的反应系统相比,反应条件更为温和,且不产生金属废弃物,是更加环保的反应体系。

Q2. 有关本次研究的时候遇到过怎样的困难呢?又是怎样克服的呢?

本研究是基于 (Angew. Chem. Int. Ed., 2021,60, 11231.)和(Organometallics, 2020,39, 2130)开展的,难点在于避免副反应的发生。在最初的反应研究时,生成了大量还原副产物,导致生成的取代产物的量很少。在查阅了大量相关研究之后,本研究加入了三氟化硼作为脱水剂,成功避免了生成还原副产物。

Q3. 本次研究主体,有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢?

这个研究,在提纯产品的时候是最辛苦烧脑的,因为反应体系很复杂,生成了一些难以分离干净的杂质,在表征产品时候对图谱影响很大。每一个新的化合物,都需要多次分离才能得到纯净的化合物,非常得辛苦。

Q4. 来想继续研究化学的哪个方向呢?

新型绿色有机方法学的开发。

Q5. 最后,有什么想对各位读者说的吗?

在化学反应开发中,一定要多阅读文献,多观察实验现象,应用学到的知识去思考,才能事半功倍。

作者教育背景简介

教育背景:

2012/08-2016/07 学士 清华大学

2017/04-2019/09 硕士 东京大学

2019/09-2022/10 博士 东京大学

在读博期间,被选为日本学术振兴会特别研究员

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