实验总结报告要求
钯(II)-催化未活化烯烃的不对称叠氮化反应
    发布时间:2020-07-20 10:49    栏目类别:科研动态

光学纯有机叠氮化物是有机合成中的重要合成子;因此,有机化学家们一直尝试开发其新的合成方法,例如羰基化合物的不对称亲电叠氮化。近期,烯烃的叠氮化反应作为一种高效合成叠氮化物的方法受到广泛关注。但是相应的不对称研究鲜有报道,主要是通过缺电子烯烃的不对称Michael加成实现。而且,关于电中性或富电子烯烃的不对称叠氮化的研究是非常有限的。

过渡金属催化是不对称合成的有力工具,但过渡金属催化的不对称叠氮化存在诸多问题:(1)尽管有报道非活化烯烃可以通过自由基途径进行叠氮化,但仲/叔sp3C-N3键通常通过自由基原子转移过程形成,这使得不对称叠氮化极具挑战(图1a, i);(2)作为替代途径,有机金属叠氮化物如C-PdII(L)2N3的还原消除是非常困难的,导致催化叠氮化失败(图1a,ii);(3)由于其较强的配位能力,过量的叠氮阴离子可以促进手性配体从金属中心解离,从而阻碍不对称叠氮化。

图1 未活化烯烃的不对称叠氮化反应

中国科学院上海有机化学研究所刘国生课题组一直致力于烯烃的双官能化反应,并报道了钯催化的烯烃分子内胺化反应,该反应通过6-endo-环化进行得到各种3-取代的哌啶,其不对称反应通过使用大位阻吡啶基-噁唑啉(Pyox)配体实现。在这些反应中,相关碳-杂键都是通过烷基-Pd(IV)中心的还原消除产生。受其启发,作者认为,若可以将亲电叠氮试剂用作生成高价烷基-Pd(IV)-N3的叠氮源,则通过烷基-N3还原消除进行非活化烯烃的催化叠氮化反应是可行的(图1b)。此外,由于缺乏过量的叠氮阴离子,引入手性配体有望实现不对称叠氮化。考虑到这些,作者进行了噁唑啉配体筛选,并通过使用大位阻吡啶基-噁唑啉(Pyox)配体实现了钯(II)-催化烯烃的不对称叠氮化反应。

图2 钯(II)-催化未活化烯烃的不对称叠氮化反应

同时作者也讨论未活化烯烃的不对称叠氮化机理(图3):trans-1a-d1以优异的非对映体和对映体选择性得到单一产物trans-(R)-3a-d1(图3a),表明该反应是通过不对称trans-AP (transaminopalladation)引发得到对映体富集的中间体(R)-int-I,然后进行氧化生成Pd(IV)(R)-int-II再直接还原消除产生叠氮化产物(trans-(R)-3a-d1)。(DOI:10.1002/anie.202006757) (推荐人:黄文君) (检查:赵洋)

图3 未活化烯烃的不对称叠氮化机理研究

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