世界著名化学家

世界著名化学家Mark Lautens

Mark Lautens,1959年7月,多伦多大学杰出教授

 

教育经历

  • 1981年,圭尔夫大学,本科
  • 1981年,威斯康星大学,获博士学位,指导老师 B. M. Trost教授

 

工作经历

  • 1985-1987年,哈佛大学, D. A. Evans组从事博士后研究
  • 1987-1992年,多伦多大学,助理教授
  • 1992-1995年,多伦多大学,副教授
  • 1995-1998年,多伦多大学,教授
  • 1998年-至今,多伦多大学,有机合成阿斯利康教授
  • 2003-2013年,自然科学工程研究委员会、默克弗罗斯特工业研究主席
  • 2012-至今,多伦多大学特聘教授
  • 2013-2023年,多伦多大学杰出教授

 

所获荣誉

  • 2001年,加拿大皇家学会会员Royal Society of Canada
  • 2006年,加拿大化学会艾尔弗雷德贝德奖
  • 2006年,美国化学会科普亚瑟作者奖(Arthur C. Cope Scholar Award)
  • 2011年,英国皇家化学学会佩德勒奖
  • 2011年,英国皇家化学学会会士
  • 2013年,加拿大总督奖章
  • 2016年,圭尔夫大学荣誉博士
  • 2017年,多伦多大学研究生院杰出博士生导师

 

研究概要

  1. C-H Activation 

Lautens教授在这一领域的工作主要是基于Catellani反应而发展了一系列环化的方法,通过卤代烃的端基修饰,通过分子内Heck、Buchwald偶联反应等合成了多样的稠环甚至多元并环的杂环结构1

图1. 碳氢键活化

  1. Enantioselective Desymmetrization

在这一方向的工作主要是铑催化对映选择性不对称反应,最经典的便是铑催化氧杂和氮杂降冰片烯的开环反应,对映选择性合成部分氢化的萘酚或萘胺产物,为这类化合物的手性合成提供了方法2

图2. 铑催化不对称开环反应

  1. Domino Heck Anion Capture Cascade 

Lautens教授等3利用钯催化卤代烃与远程的端基烯烃发生分子内的Heck偶联反应形成新的碳碳键,从而形成烷基钯中间体,该中间体可以经β-H消除得到具有环外双键的稠环结构;该中间体也可以继续与亲核试剂反应,经还原消除得到含有季碳中心的稠环结构。

图3. 分子内Heck反应

  1. Multicomponent Reactions 

Lautens教授等4利用多金属催化剂协同催化的策略,开发有序的多组分反应,根据不同反应的反应速率的不同,对反应的有序性进行控制,比如下面这个铑与钯催化一步合成二氢喹啉衍生物的反应,在该反应中,芳基硼酸既可以发生铑催化的氢芳基化反应,也可以发生钯催化的铃木偶联、Buchwald偶联反应,但是铑催化的氢芳基化反应速率更快,因此该反应实际先发生铑催化的氢芳基化反应,再经钯催化的Buchwald偶联反应关环得到二氢喹啉衍生物。

图4. 多金属催化多组分反应

 

文献:

  1. (a)A new route to fused aromatic compounds by using a palladium-catalyzed alkylation – AlkenylationsequenceLautens, M; Piguel, S  Angew. Chem. Int. Ed. 200039, 1045-1046. 10.1002/(SICI)1521-3773(20000317)39:6<1045::AID-ANIE1045>3.0.CO;2-Q. (b) Palladium-catalyzed sequential alkylation-alkenylation reactions. Application to the synthesis of 2-substituted-4-benzoxepines and 2,5-disubstituted-4-benzoxepines Lautens, M; Paquin, JF; Piguel, S J. Org. Chem. 200267, 3972-3974. DOI: 10.1021/jo025730z. (c) A palladium-catalyzed alkylation/direct arylation synthesis of nitrogen-containing heterocycles Blaszykowski, C; Aktoudianakis, E; Adberico, D; Bressy, C; Hulcoop, DG; Jafarpour, F; Joushaghani, A; Laleu, B; Lautens, M J. Org. Chem. 200873, 1888-1897. DOI: 10.1021/jo702052b. (d) Synthesis of benzannulated N-heterocycles by a palladium-catalyzed C-C/C-N coupling of bromoalkylaminesThansandote, P; Raemy, M; Rudolph, A; Lautens, M Org. Lett. 20079, 5255-5258. DOI: 10.1021/ol702472u.
  2. (a) Lautens, M.; Fagnou, K.; Hiebert, S., Transition Metal-Catalyzed Enantioselective Ring-Opening Reactions of Oxabicyclic Alkenes. Accounts of chemical research 2003,36 (1), 48-58.DOI: 1021/ar010112a.(b) Zhang, L.; Le Christine, M.; Lautens, M., The Use of Silyl Ketene Acetals and Enol Ethers in the Catalytic Enantioselective Alkylative Ring Opening of Oxa/Aza Bicyclic Alkenes. Angew. Chem. Int. Ed. 2014,53 (23), 5951-5954.DOI: 10.1002/anie.201400218.
  3. (a) Diastereoselective Palladium-Catalyzed Arylcyanation/Heteroarylcyanation of Enantioenriched N-Allylcarboxamides Yoon, H.; Petrone, D.A.; Lautens, M. Org. Lett. 201416, 6420–6423. DOI: 10.1021/ol503243a. (b) Dearomative Indole Bisfunctionalization via a Diastereoselective Palladium-Catalyzed Arylcyanation Petrone, D.A.; Yen, A.; Zeidan, N.; Lautens, M. Org. Lett. 201517, 4838-4841. DOI: 10.1021/acs.orglett.5b02403.
  4. (a) Panteleev, J.; Zhang, L.; Lautens, M.  Angew. Chem. Int. Ed.201150, 9089- 9092. DOI: 10.1002/anie.201103692 (b) Zhang, L.; Panteleev, J.; Lautens, M. J. Org. Chem. 201479, 12159-12176.DOI: 10.1021/jo502074s.

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