研究论文介绍

Angew:镍催化对映与非对映选择性氢烷基化反应方法学

作者:杉杉

导读:

近日,南京大学的朱少林课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文,报道一种全新的NiH-催化潜手性内烯烃 (烯酰胺或enecarbamates)与外消旋烷基亲电试剂 (α-溴酰胺或 Katritzky 盐)的氢烷基化反应方法学,进而成功完成一系列具有相邻立体中心的手性β-氨基酰胺分子的构建。

Enantio- and Diastereoselective NiH-Catalyzed Hydroalkylation of Enamides or Enecarbamates with Racemic α-Bromoamides

Chen, L. Wu, Y. Zhao, S. Zhu, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, ASAP. doi: 10.1002/anie.202311094.

正文:

过渡金属催化的不对称C(sp3)-C(sp3)偶联交叉偶联反应方法学,是一种构建富含C(sp3)结构单元的策略。并且,在过去的几十年里,已经成功设计出多种过渡金属催化外消旋烷基亲电试剂或外消旋烷基金属试剂的对映体汇聚式烷基化反应方法学 (Figure 1A) [1]。然而,此类反应常需使用化学计量的烷基金属试剂,从而导致反应存在多步合成、兼容性差、化学选择性差等问题。受到近年来对于NiH-催化烯烃的不对称氢烷基化反应方法学 (Figure 1B) [2]相关研究报道的启发,这里,南京大学的朱少林课题组报道一种全新的NiH-催化前手性内烯烃 (烯酰胺或enecarbamates)与外消旋烷基亲电试剂 (α-溴酰胺或 Katritzky 盐)的氢烷基化反应方法学,进而成功完成一系列具有相邻立体中心的手性β-氨基酰胺分子的构建 (Figure 1D)。

首先,作者采用cis-烯酰胺衍生物1a与外消旋2-溴-N-苯基丁酰胺2a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Ni(NO3)2·6H2O作为催化剂,L1作为手性配体,KF作为添加剂,二乙氧基甲基硅烷 (DEMS)作为还原剂,在DMA/Et2O (3:7,0.2 M)的混合反应溶剂中,反应温度为-5 oC,最终获得73%分离收率的产物3a ( dr为98:2,rr为99:1以及97% ee)。

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列烯酰胺/enecarbamates与α-溴酰胺底物 (Table 2)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氢烷基化策略具有潜在的合成应用价值 (Figure 2)。

接下来,作者对上述氢烷基化过程的反应机理进行进一步研究  (Scheme 1A)。基于氘代实验以及前期相关的文献报道[3],作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 1B)。

总结:南京大学的朱少林课题组报道一种全新的NiH-催化前手性内烯烃 (烯酰胺或enecarbamates) 与外消旋烷基亲电试剂(α-溴酰胺或 Katritzky 盐)的氢烷基化反应方法学,进而成功完成一系列具有相邻立体中心的手性β-氨基酰胺分子的构建。这一全新的对映选择性合成转化策略具有底物范围广泛、优良的官能团兼容性、温和的反应条件以及优良的非对映、对映与区域选择性等优势。

参考文献:

[1] X. Tong, F. Schneck, G. C. Fu, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 14856. doi:10.1021/jacs.2c06154.

[2] C. Chen, W. Guo, D. Qiao, S. Zhu, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202308320. doi:10.1002/anie.202308320.

[3] Z. Yang, G. Fu, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 5870. doi:10.1021/jacs.0c01324.

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