- A+
基于金属卡宾的氧叶立德不对称重排反应是当前不对称催化领域的研究热点之一。其中，不对称[1,2]-Stevens重排反应因其可直接构建含季碳手性中心的杂环骨架已受到越来越多的研究关注。但是，该类反应的底物仅局限于使用剧毒、易爆、不易制备的重氮化合物作为卡宾前体（图1a）。另外，因氧叶立德中间体的构型翻转能累低、金属易解离等方面的限制，目前该类反应只能取得中等的对映选择性。因此，发展新颖的该类不对称重排反应和新型的不对称控制模式，以及实现高对映选择性的[1,2]-Stevens重排反应备受期待。
近日，叶龙武教授课题组基于先前课题组有关铜催化1,5-二炔不对称环化反应（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16961; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 7618; Chem. Sci. 2021, 12, 9466）的研究基础，以上海有机所唐勇院士课题组发展的带有大位阻边臂的双噁唑啉作为手性配体，成功实现了铜催化不对称1,5-二炔环化/[1,2]-Stevens类型串联重排反应（图1b）。
图1. 不对称[1,2]-Stevens类型重排反应 图2. 底物拓展表一 图3. 底物拓展表二 图 6. 反应机理 Figure 1. The geometries and relative free energies (ΔG, in kcal/mol) of the transition state [CuL6]-R TSB and [CuL6]-S TSB. 在最优条件下，作者对底物适用范围进行了探究。对于不同的迁移基团，不同的电子效应和位阻效应的底物，该反应都可以很好的兼容，以优异的对映选择性构建含季碳中心的化合物（图 2、3）。值得指出的是，对于烯丙基、炔丙基类型的底物也可得到产物4z、4aa，然而产物的ee值有所下降。对于不常见的烷基迁移基团，也能以中等到良好的对映选择性得到相应的产物4ae、4af（图 3）。以上结果说明该反应具有较为广泛的底物普适性。 作者设计了控制实验和氘代实验，进一步探究了该反应的机理。结合理论计算、前期研究工作结果，作者提出了基于烯基阳离子中间体的反应机理，并以生成化合物2f为例给出催化循环图（图 4）。值得说明的是，水协助的1,4-氢迁移过程是反应的决速步（25.1 kcal/mol）；在[1,2]-Stevens重排过程中，硅迁移过程是协同的过程，而苄基迁移过程是分步过程。进一步的通过理论计算解释了手性构建过程B→C中，大位阻的配体L6与TBS之间的相互作用，过渡态[CuL6]-S TSB比[CuL6]-R TSB低1.6 kcal/mol共同决定了产物的构型。其中烯基阳离子作为金属卡宾的等同体，通过远程控制在保持氧叶立德的构型中起到关键作用（Figure 1）。 综上所述，该工作利用1,5-二炔环化产生烯基阳离子中间体（金属卡宾等同体），利用远程控制的新方式，实现了首例基于炔烃的不对称[1,2]-Stevens类型重排反应，实现了首例形式卡宾高对映选择性的Si-O键插入反应。作者实现了温和条件下，多样性、原子经济性和高对映选择性地合成含季碳中心的吡咯并环类化合物，并系统地进行了机理和立体控制的研究。 论文信息： Copper-Catalyzed Asymmetric Diyne Cyclization via [1,2]-Stevens-Type Rearrangement for the Synthesis of Chiral Chromeno[3,4-c]pyrroles Feng-Lin Hong, Chong-Yang Shi, Pan Hong, Tong-Yi Zhai, Xin-Qi Zhu, Prof. Dr. Xin Lu, Prof. Dr. Long-Wu Ye 文章的第一作者是厦门大学的2020届博士生洪凤林和2021届博士生史重阳。 Angewandte Chemie International Edition
目前评论：0