EurJOC:钴催化的不对称还原反应—以聚甲基氢硅氧烷为氢源

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手性三烷基碳中心广泛存在于天然产物和药物分子中,不对称还原反应是构建这类化合物的重要方法之一。在其中,使用氢气作为氢源,贵金属钌结合双磷配体、铑搭配双磷或氮磷配体、铱结合氧磷或氮磷配体等通过对α,β-不饱和酯的不对称氢化反应构建了这类化合物,在工业大规模应用无疑是理想的结果。然而,在实验室中,氢气无论是在运输、储存、使用等方面都有不便之处,与之相比,廉价的聚甲基氢硅氧烷(PMHS)相对安全可以作为氢源替代品。


地球丰产金属参与的α,β-不饱和酯的不对称还原反应已经取得了一定的进展,能够得到高转化率,高对映选择性的产物,然而,却具有配体仅限于双齿的含氮或含磷配体,需要使用过量的还原剂的特点。本文利用三齿含氮配体和一当量的PMHS实现了钴催化β,β-双烷基α,β-不饱和酯的不对称还原反应,为高效、高选择性地合成手性三烷基碳中心类化合物提供了一种合成策略。

近年来,浙江大学陆展课题组发展了一系列基于配体设计的、地球丰产金属催化的不饱和化合物不对称氢化和氢元素化反应。在前期工作的基础上,他们利用钴配合物作催化剂前体,一当量的PMHS作还原剂对该反应进行了一系列探究。

在条件筛选过程中,作者发现三齿配体的立体位阻改变对反应有较大的影响。具有较小位阻的亚胺和较大的噁唑啉手性臂的预催化剂可以以最高98%的ee值得到目标化合物,且反应的催化剂用量可降低至2 mol%。反应具有广阔的底物范围,良好的官能团容忍性。反应还可以很好地实现克级放大,并可被进一步转化和修饰。结合已报道和课题组前期的机理研究工作,作者也提出了可能的机理。

综上所述,作者报道了钴催化β,β-双烷基α,β-不饱和酯不对称还原反应,得到相应的含手性三烷基碳中心的β位手性酯,高达97%的产率,98%的ee。亚胺侧位阻较小的三齿配体作为一种合适的手性配体,容易获得的PMHS作为一种廉价、安全、易于处理的氢源。该方法的实现拓展了地球丰产金属催化的不对称还原反应的应用范围。

论文信息:

Cobalt-Catalyzed Asymmetric 1,4-Reduction of β,β-Dialkyl α,β-Unsaturated Esters with PMHS

Dongpo Lu,Peng Lu,Prof. Zhan Lu


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202100856


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