通过控制反应的化学选择性,实现从同一组底物得到不同产物的方法能够有效地提高分子的多样性,因此该方法对于药物发现具有重要意义。然而,将该思路运用于光催化不对称合成通常面临着自由基活性过高且对反应条件变化敏感等挑战。
近日,河南大学的江智勇课题组首次实现了化学发散的光催化不对称合成,使用手性磷酸和DPZ为光敏剂的双催化体系,通过无机碱调控α-溴代芳基酮、烯烃以及苯并喹喔啉酮的三组分自由基串联反应的化学选择性,能够以高收率和对映选择性获得两类重要的产物。
通过机理实验和DFT计算,作者推测了该反应可能的机理:首先DPZ经光激发生成激发态DPZ*,DPZ*通过单电子氧化溴负离子生成相应的自由基负离子,随后该自由基负离子与1发生单电子转移生成自由基中间体11并完成DPZ的催化循环,11对2进行加成生成自由基中间体12,12再对被氢键活化的3进行加成生成氢键缔合物13,当使用Na3PO4作为无机碱时,溴自由基攫氢生成相应的产物4;而当体系使用Na2HPO4作为无机碱时,其碱性弱于Na3PO4使得13被质子化生成中间体14,随后14优先与DPZ的自由基阴离子发生单电子转移,再经环化及脱水可得双环产物5。
Reference: Ma, C.; Shen, J.; Qu, C.; Shao, T.; Cao, S.; Yin. Y.; Zhao, X.; Jiang, Z. Enantioselective Chemodivergent Three-Component Radical Tandem Reactions through Asymmetric Photoredox Catalysis. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 20141.
(推荐人:刘正,检查人:白雨晴)