研究论文介绍

Angew:对映汇聚式还原C(sp)-C(sp3)偶联反应方法学研究

作者:杉杉

导读:

近日,同济大学的徐涛课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文,报道首例采用协同镍/光氧化还原催化体系促进的炔基溴与α-溴代膦酸酯之间的对映汇聚式还原C(sp)-C(sp3)偶联反应方法学,进而成功完成一系列手性α-炔基膦酸酯分子的构建。

Enantioconvergent Reductive C(sp)-C(sp3) Cross-Coupling to Access Chiral α-Alkynyl Phosphonates Under Dual Nickel/Photoredox Catalysis

Wang, X. Wu, T. XU, Angew. Chem. Int. Ed.2023, ASAP. doi: 10.1002/anie.202218299.

正文:

光学活性的有机膦酸酯结构单元广泛存在于一系列农用化学品、药物分子以及手性配体中 (Scheme 1a)。因此,构建手性膦酸酯分子相关的合成策略[1]-[3]研究,一直以来备受诸多科研团队的广泛关注 (Scheme 1b)。这里,受到采用钌催化剂促进的炔丙醇衍生物与膦氧化物之间的不对称炔丙基phosphinylation反应方法学 (Scheme 1c)[4]相关研究报道的启发,同济大学的徐涛团队成功设计出首例采用协同镍/光氧化还原催化体系促进的炔基溴与α-溴代膦酸酯之间的对映汇聚式还原C(sp)-C(sp3)偶联反应方法学 (Scheme 1d)。

首先,作者采用α-溴膦酸酯衍生物1与炔基溴衍生物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NiBr2 (DME)作为金属催化剂,3DPAFIPN作为光催化剂,L1作为配体,K2CO3作为碱,Cy2NMe作为还原剂,蓝色LEDs (30 W)辐射,DME/DMA (5:1 v/v)作为反应溶剂,反应温度为18-25 oC,最终获得83%分离收率的手性产物3 (97:3 er)。

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列α-溴膦酸酯底物以及炔基溴底物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,这一全新的对映汇聚式还原C(sp)-C(sp3)偶联策略具有潜在的合成应用价值 (Scheme 2)。

接下来,作者通过一系列实验,对上述对映汇聚式还原C(sp)-C(sp3)偶联过程的反应机理进行进一步研究 (Figure 2)。

基于上述的实验研究,作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 4)。

总结:

同济大学的徐涛团队成功设计出首例采用协同镍/光氧化还原催化体系促进的炔基溴与α-溴代膦酸酯之间的对映汇聚式还原C(sp)-C(sp3)偶联反应方法学,进而成功完成一系列手性α-炔基膦酸酯分子的构建。这一全新的对映选择性偶联策略具有广泛的底物应用范围、温和的反应条件以及优良的对映选择性等优势。

 

参考文献:

  • [1] S. He, J. Wang, Y. Li, Z. Xu, X. Wang, X. Lu, Y. Fu, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 214. doi:10.1021/jacs.9b09415.
  • [2] H. Wang, P. Zheng, X. Wu, Y. Li, T. XU, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 3989. doi:10.1021/jacs.1c12424.
  • [3] X. Li, M. Yuan, F. Chen, Z. Huang, F.-L. Qing, O. Gutierrez, L. Chu, Chem, 2023, 9, 154. doi:10.1016/j.chempr.2022.09.020.
  • [4] S. Liu, Y. Tanabe, S. Kuriyama, K. Sakata, Y. Nishibayashi, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 11231. doi:10.1002/anie.202102779.

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