手性salen-Mo催化的不对称脱氧环丙烷化反应

发布日期:2023-01-16     浏览次数:次   

我院卓春祥教授课题组在手性salen-Mo催化的不对称脱氧环丙烷化反应研究取得重要进展,相关研究成果以“Catalytic Asymmetric Deoxygenative Cyclopropanation Reactions by a Chiral Salen-Mo Catalyst” 为题发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 2023, doi: 10.1021/jacs.2c12225)。

手性环丙烷结构广泛分布在一系列天然产物和上市药物中。由于手性环丙烷的独特性质,使其在药物研发中非常具有吸引力。鉴于此,化学界对环丙烷结构的不对称合成产生了极大的兴趣。在众多合成策略中,通过过渡金属催化的重氮化合物与烯烃的不对称环丙烷化反应被广泛用于构建手性环丙烷。然而,高能量的重氮化合物不仅具有潜在的爆炸性,而且其合成往往需要使用危险试剂和多步操作。因此,开发安全、廉价易得的重氮化合物替代物,将会使该方法更具有吸引力和广阔的应用前景。

卓春祥教授课题组一直致力于发展新型金属钼催化的羰基直接脱氧官能团化反应(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 15254; ACS Catal. 2022, 12, 11428−11435),前期发展了首例消旋版本的钼催化的1,2-二羰基或单羰基化合物的直接脱氧环丙烷化反应(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 15254)。之后,他们将研究目标转向更具有挑战性的催化不对称版本。此研究关键在于开发出一种既能区域选择性地断裂底物中的两个碳氧双键之一,又能控制不对称环丙烷化立体选择性的手性金属钼催化剂。

近日,卓春祥教授课题组受钼酶在生物体内氧原子转移反应中的普遍应用的启发,将廉价易得、稳定的六价二氧化钼物种与手性salen配体结合起来,并通过加入膦作为温和的还原剂,现场生成具有催化活性的手性低价金属钼物种,成功实现了首例1,2-二羰基化合物的直接催化不对称脱氧环丙烷化反应。该类产生手性低价金属钼催化剂的方法相较于文献产生二价非手性金属钼脱氧试剂的方法更加安全、温和、简便,并可方便地用于不对称催化。该脱氧环丙烷化反应底物范围广、手性salen-Mo催化剂易得、操作安全简单,并成功用于一系列生物活性分子的衍生化。该策略不仅为手性环丙烷的合成提供了一条全新的、具有前景的路线,而且为手性salen-Mo催化剂在不对称催化中的应用打开了一扇新的窗口

该研究工作在卓春祥教授指导下完成,2020级博士研究生曹利亚为该论文的第一作者,博士研究生王佳乐、王楷、硕士研究生吴江彬、博士研究生王德库、硕士研究生彭佳敏和白金参与了部分研究工作。中科院上海有机所的游书力研究员、德国马普煤炭所的Alois Fürstner教授和南开大学的莫贞波教授参与了工作结果的讨论并提出了建设性意见。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家高层次人才计划和中央高校基本科研业务费的资助。 

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c12225

 

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