研究论文介绍

Angew:9-菲酚的对映选择性氢化反应方法学研究

本文作者:杉杉

导读

近日,中国科学院化学研究所的范青华课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文,首次报道一种全新的采用手性钌催化剂促进的,通过9-菲酚 (9-phenanthrols)衍生物参与的对映选择性氢化反应方法学,进而成功完成一系列手性9,10-二氢菲-9-醇 (9,10-dihydrophenanthren-9-ols)分子的构建。

Ruthenium-Catalyzed Enantioselective Hydrogenation of 9-Phenanthrols

S. Zhang, C. Xu, N. Yi, S. Li, Y. He, Y. Feng, Q. Fan, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, ASAP. doi: 10.1002/anie.202205739.

正文

芳香化合物的不对称氢化 (AH)反应方法学是直接构建具有结构多样性的光学纯饱和碳环与杂环分子的有效策略之一[1]-[2]。然而,对于芳香化合物碳环的AH反应方法学的研究,目前却较少有相关的文献报道[3]-[4](Scheme 1a)。这里,受到近年来对于苯酚与萘酚的异相催化加氢反应方法学[5]-[7](Scheme 1b)相关研究报道的启发,中国科学院化学研究所的范青华课题组成功设计一种全新的采用手性钌催化剂促进的通过9-菲酚 (9-phenanthrols)衍生物参与的对映选择性氢化反应方法学 (Scheme 1c)。

首先,作者采用9-菲酚衍生物1a作为模型底物,进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为:采用(R,R)-C6作为催化剂,Na2CO3作为添加剂,TFE作为反应溶剂,反应温度为50 oC,H2压力为50 atm,最终获得相应的手性产物2a (>99% ee)。

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列9-菲酚衍生物 (Scheme 2)以9,10-二取代菲酚衍生物 (Scheme 3)的应用范围进行深入研究。

接下来,作者通过一系列相关的控制实验 (Scheme 4)研究表明,羟基对于互变异构化步骤的进行较为关键(eq 1)。同时,该小组通过13C-NMR实验研究表明,NEt3等Lewis碱能够较好地促进10-甲基-9-菲醇 (4a)形成其较为不稳定的互变异构体10-甲基菲-9(10H)-酮 (Figure S2)。之后,作者进一步采用氘标记实验 (Scheme S3)研究表明,溶剂 (TFE)与钌配合物之间存在快速的氢氘交换过程。同时,10-位中最初的氢原子在反应过程中受到氘原子的取代,这一过程主要源自于底物分子进行的可逆与快速的互变异构化过程。接下来,该小组发现,在无氢气存在的条件下,上述的对映选择性氢化过程无法在TFE中进行,进而表明TFE无法作为反应过程中的氢供体(Scheme S2c)。

基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道[8]-[9],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 5)。

总结:中国科学院化学研究所的范青华课题组首次报道一种全新的采用手性钌催化剂促进的,通过9-菲酚(9-phenanthrols)衍生物参与的对映选择性氢化反应方法学,进而成功完成一系列手性9,10-二氢菲-9-分子的构建。这一全新的对映选择性氢化策略具有广泛的底物应用范围、优良的官能团兼容性以及非对映与对映选择性等优势。

参考文献:

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