研究论文介绍

JACS:Ru-NHC催化剂促进的对映选择性全氢化反应方法学

作者:杉杉

导读:

近日,德国Westfälische Wilhelms-Universität的F. Glorius课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文,报道一种全新的采用Ru-NHC-催化剂促进的通过吲哚以及苯并呋喃衍生物参与的不对称全氢化 (complete hydrogenation)反应方法学,进而成功完成一系列手性八氢吲哚 (octahydroindole)与八氢苯并呋喃 (octahydrobenzofuran)分子的构建。

Ru-NHC-Catalyzed Asymmetric, Complete Hydrogenation of Indoles and Benzofurans: One Catalyst with Dual Function

F.Zhang, H.S. Sasmal, C. Daniliuc, F. Glorius, J. Am. Chem. Soc.2023, ASAP. doi: 10.1021/jacs.3c04983.

正文:

八氢吲哚骨架广泛存在于各类药物、天然产物、生物活性分子以及有机催化剂中 (Figure 1)。目前,芳香族化合物氢化反应方法学的相关研究已经逐渐受到有机合成化学家的关注 (Figure 1)[1]-[3]。这里,受到近年来对于Ru-手性carbene催化剂应用于芳香杂环化合物的氢化反应过程[4]以及金属-carbene配合物在异相催化领域相关研究报道[5]的启发,德国Westfälische Wilhelms-Universität的F. Glorius课题组成功设计出一种全新的采用Ru-NHC-催化剂促进的通过吲哚以及苯并呋喃衍生物参与的不对称全氢化反应方法学 (Figure 1c)。

首先,作者采用N-Boc-保护的3-甲基吲哚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:H2 (100 bar)气氛下,采用Ru((R,R)-SINpEt)2作为催化剂,4Å MS作为添加剂,正己烷作为反应溶剂,反应温度为先在室温下反应48 h,之后升至100 oC反应48 h,最终获得94%分离收率的手性产物2a (80:20 dr以及95:5 er)。

在上述的最佳反应条件下,作者对一系列吲哚底物 (Figure 2)的应用范围进行深入研究。

同时,作者对进一步一系列吲哚与苯并呋喃底物 (Figure 3)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,这一全新的不对称全氢化策略具有潜在的合成应用价值 (Figure 4)。

总结:德国Westfälische Wilhelms-Universität的Frank Glorius课题组成功设计出一种全新的采用Ru-NHC-催化剂促进的通过吲哚以及苯并呋喃衍生物参与的不对称全氢化反应方法学,进而成功完成一系列手性八氢吲哚与八氢苯并呋喃分子的构建。这一全新的对映选择性全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优良的非对映与对映选择性等优势。

参考文献:

  • [1] H. Wu, J. Yang, B. B. C. Peters, L. Massaro, J. Zheng, P. G. Andersson, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 20377. doi:10.1021/jacs.1c09975.
  • [2] D. Moock, T. Wagener, T. Hu, T. Gallagher, F. Glorius, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 13677. doi:10.1002/anie.202103910.
  • [3] T. Wagener, M. Pierau, A. Heusler, F. Glorius, Adv. Synth. Catal. 2022, 364, 3366. doi:10.1002/adsc.202200601.
  • [4] J. Wysocki, N. Ortega, F. Glorius, Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 8751. doi:10.1002/anie.201310985.
  • [5] A. V. Zhukhovitskiy, M. J. MacLeod, J. A. Johnson, Chem. Rev. 2015, 115, 11503. doi:10.1021/acs.chemrev.5b00220.

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