研究论文介绍

Angew:双功能NHC-催化剂促进的对映选择性Mannich反应方法学研究

作者:杉杉

导读:

近日,中国科学院化学研究所的叶松与高中华课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文,报道一种全新的通过NHC-催化剂促进的CMF (5-(chloromethyl)furfural) 与亚胺之间的对映选择性Mannich反应方法学,进而成功完成一系列手性胺分子的构建。

Bifunctional NHC-Catalyzed Remote Enantioselective Mannich-type Reaction of 5-(Chloromethyl)furfural via Trienolate Intermediates

Y.Gao, C.Zhang, M. Jin, Z. Gao, S. Ye, Angew. Chem. Int. Ed2023, ASAP. doi: 10.1002/anie.202301126.

正文:

近年来,通过NHC-催化剂参与的对映选择性合成转化方法学的相关研究,已经备受有机合成化学家的广泛关注 ( Scheme 1)[1]-[3]。这里,受到通过金属或有机催化剂促进的对映选择性插烯Mannich反应方法学 (vinylogous Mannich reaction)[3]以及本课题组前期对于通过手性NHC催化剂[4]促进的合成转化方法学相关研究报道的启发,中国科学院化学研究所的叶松与高中华团队成功设计出一种全新的通过NHC-催化剂促进的CMF (5-(chloromethyl)furfural)与亚胺衍生物之间的对映选择性Mannich反应方法学 (Scheme 1)。

首先,作者采用亚胺衍生物1a与CMF 2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pre-NHC F作为催化剂,Cs2CO3作为碱,MeOH作为添加剂,甲苯作为反应溶剂,反应温度为–20 oC,最终获得95%收率的手性产物3a (92% ee)。

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列亚胺底物 (Scheme 2与Scheme 3)以及各类醇底物 (Scheme 4)的应用范围进行深入研究。

之后,该小组通过如下的一系列研究进一步表明,这一全新的对映选择性Mannich反应策略具有潜在的合成应用价值 (Scheme 6)。

接下来,作者提出一种合理的反应机理 (Scheme 7)。

同时,作者进一步提出一种H-键导向的立体化学控制模型 (Figure 1)。

总结:

中国科学院化学研究所的叶松与高中华课题组成功设计出一种全新的通过NHC-催化剂促进的CMF与亚胺衍生物之间的对映选择性Mannich反应方法学,进而成功完成一系列手性胺分子的构建。这一全新的对映选择性Mannich反应策略具有广泛的底物应用范围、优良的反应收率以及优良的区域与对映选择性等优势。

参考文献:

  • [1] D. M. Flanigan, F. Romanov-Michailidis, N. A. White, T. Rovis, Chem. Rev. 2015, 115, 9307. doi:10.1021/acs.chemrev.5b00060.
  • [2] X. Chen, Q. Liu, P. Chauhan, D. Enders, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3862. doi:10.1002/anie.201709684.
  • [3] J. M. M. Verkade, L. J. C. v. Hemert, P. J. L. M. Quaedflieg, F. P. J. T. Rutjes, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 29. doi: 10.1039/B713885G.
  • [4] X. Chen, Z. Gao, S. Ye, Acc. Chem. Res. 2020, 53, 690. doi:10.1021/acs.accounts.9b00635.

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