实验总结报告要求
钌催化不对称惰性C-H活化
www.dicp.cn     发布时间:2020-01-12 16:39    栏目类别:科研动态

      过渡金属催化的不对称惰性C-H活化是最具挑战性的研究前沿之一,体现了较高原子和步骤经济性的特点,已引起越来越多化学工作者的关注。迄今为止,许多过渡金属催化剂已经实现这类反应,尤其是钯和铑催化剂。然而,相对廉价的钌催化剂很少出现在关于不对称惰性C-H活化的文献中,尽管其在相应的非不对称惰性C-H活化方面取得了巨大的成功。值得注意的是,自余金权教授于2016年在Science发表了开创性工作以来,采用手性瞬态导向基团(TDG)辅助的策略,实现钯催化的不对称惰性C-H活化,并且这已成为有机合成中的一种有效方法。这种方法的主要特点是:辅助C-H活化和对映体控制的手性TDG能够在原位自动形成和分解。此外,形成手性TDG试剂(通常是氨基酸)的量是亚化学计量的。在2019年初,汪小组首次将手性TDG策略引入到铑(III)催化的不对称C-H活化中,其中使用了手性伯脂肪胺和手性CpRhIII。值得注意的是,CpRhIII催化剂具有三个配位点,这与钯络合物的平面四方形和四个配位点是完全不同的。可能是这个因素的影响,从相关的钯化学中发现的双齿手性TDG不再与CpRhIII催化剂兼容。相反,单齿手性TDG表现出较好的结果。鉴于RuII(p-cymene)CpRhIII的几何相似性,作者推测手性TDG策略也可能适用于RuII(p-cymene)催化剂。基于以上,作者开始尝试钌催化不对称惰性C-H活化反应。

      最近,过渡金属催化的不对称分子内环化反应与各种预活化底物已经取得了一些进展,如烯烃系芳基卤化物、重氮盐和硼酸试剂。此外,通过铑(I)或铑(III)催化剂经导向基团促进也实现了类似的不对称环化反应。在此,作者提出了一种通过TDG策略,实现钌催化的手性3,3-二取代-2,3-二氢苯并呋喃的对映选择性合成。通过催化量[Ru(p-cymene)Cl2]2和廉价的手性胺合成了一系列具有手性全碳手性中心的2,3-二氢苯并呋喃衍生物。基于所进行的氘代实验以及文献查询,作者提出了一种可能的机理。首先,AgSbF6[Ru(p-cymene)Cl2]2进行脱氯产生催化活性产物I,底物1a与手性胺TDG-5生成亚胺后再与I中的钌进行配位,形成中间体II。在三氟乙酸盐的协助下,邻位C-H键可能通过金属-去质子化(CMD)机制断裂,得到钌环中间体III。随后,链状烯烃配位,迁移插入后获得中间体IV。最后,在C-Ru键质子化和亚胺水解后,获得目标产物2a,同时使手性TDG-5和钌物种I继续进行催化循环。(10.1002/anie.201913733) (推荐人:刘丽霞, 检查人:李翔)

 

中国科学院大连化学物理研究所 手性合成研究组 版权所有
 Copyright  Chiral Synthesis, Laboratory of Fine Chemicals. Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) , CAS. All Rights Reserved.