手性多取代环烷烃骨架是广泛存在于药物分子和天然产物中,如何在环烷烃骨架上区域和立体选择性地引入取代基一直是合成化学家的面临的挑战之一。近年来,镍氢催化的烯烃选择性迁移官能团化得到了快速的发展,可以很好的控制反应的区域和对映选择性。然而,迄今为止这些反应仅局限于控制新形成的立体中心,如何将预先存在的外消旋立体中心同时转化为对映体富集的立体中心是一个巨大的挑战,我们设想能否从消旋的取代环烯烃出发,通过镍氢催化的动态动力学不对称转化(DYKAT),实现手性多取代环烷烃的选择性高效制备。 近日,通过镍氢催化的动态动力学不对称迁移氢烷基化策略(DYKAT),南京大学朱少林教授团队以消旋的烯烃及其异构体为原料,成功实现了热力学不稳定的手性顺式1,2-二取代环烷烃的合成。该反应具有良好的收率,优异的区域和立体选择性,同时具有良好的官能团兼容性。设想的反应机理如下:首先,原位形成的手性镍氢物种可以实现消旋的环烯烃底物的快速迁移异构,得到一系列烷基镍中间体,在环烯底物中的酯基导向基的作用下,其中区域和立体的手性1,2-顺式烷基镍异构体(III)选择性地捕获烷基自由基(VII),得到三价镍中间体(IV),最后立体专一性的还原消除得到光学纯的顺式1,2-二取代环烷烃产物(3a)。
在最优条件下,作者对底物进行了拓展,不同取代基团的烷基碘和不同取代的酯基底物都能很好的兼容。值得注意的是,带有外消旋季碳立体中心的环烯烃也能被很好地兼容。进一步,使用该反应条件,还能实现含前手性中心的五元、七元环烯烃去对称化的迁移烷基化。 综上所述,朱少林课题组通过镍氢催化的动态动力学不对称转化(DYKAT),高效地实现了热力学不稳定的手性顺式1,2-二取代环烷烃的合成,为高效合成多取代环烷烃提供了新的方法。 论文信息 Synthesis of Enantioenriched 1,2-cis Disubstituted Cycloalkanes by Convergent NiH Catalysis Changpeng Chen, Wenqing Guo, Deyong Qiao, Prof. Shaolin Zhu 文章的第一作者是南京大学的博士后陈常鹏。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202308320