JACS：炔/烯/卤代烃三元一步自由基手性合成反应

纳米

2020-04-29

南方科技大学刘心元等报道了Cu催化三组分分子反应，具体对烯烃进行非对称炔基化反应，实现了对大量可得的烷基卤化物原料和端炔生成手性炔产物。金鸡纳生物碱衍生物的N，N，P-多齿手性配体对该反应有较好的催化活性，能够通过Cu催化剂高效的生成自由基物种，并且抑制了炔烃分子的Glaser偶联副反应的发生。该方法对大量的底物（芳基、杂芳基、炔基、氨基羰基取代烯烃、甲硅烷基炔等）有较好的反应活性，得到的手性炔产物能有效的进行后转化反应。

文章要点：

（1）反应优化。使用苯乙烯、对氰基苯乙炔、二甲基溴乙酸叔丁酯作为原料，使用10 mol % Cu催化剂，15 mol %手性配体分子，2倍量的Cs₂CO₃在室温中反应。对[Cu]的种类筛选，结果显示在CuI、CuBr、Cu(CH₃CN)₄PF₆、CuOAc中，CuOAc有最好的效果，在乙醚、乙腈、二氧六环溶剂中，二氧六环有最好的效果。配体筛选结果显示分子中叔丁基大位阻能够有效的进行手性催化，在优化后的反应中，实现了93 %的手性产物，炔的偶联反应得以抑制（产率为4 %），目标分子的产率为72 %。分别对卤化物底物拓展，结果显示对溴化物的产率更高（中等到较高的收率），对氯化物的产率偏低（中等收率40~50 %），对高碘三氟甲基物种的产率中等偏高。对烯烃底物进行拓展，结果显示芳环上对位甲基、叔丁基、氟、氯、溴取代；间位溴、甲基、CF₃、甲酸甲酯基；呋喃、噻吩、吡啶等杂环芳烃取代或稠环芳烃有兼容性。一般能得到中等收率产物。

（2）ESR结果显示，反应中Cu^II物种参与了反应。催化反应机理研究显示，Cu^IX和配体在碱性环境中结合，生成Cu^I手性催化剂，在碱性环境中与端炔分子反应，活化端炔C(sp)-H键，端炔碳配位到Cu^I上。随后Cu^I中间体和卤化物反应，生成对应的烷基自由基，并将CuI物种氧化为Cu^III物种，同时生成的烷基自由基加成到烯烃上，生成更稳定的苄基（或邻位芳基碳）自由基。稳定的苄基（或邻位芳基碳）自由基和Cu^III物种反应实现对炔端基碳的加成，得到最终产物。

参考文献

Xiao-Yang Dong, Jiang-Tao Cheng, Yu-Feng Zhang, Zhong-Liang Li, Tian-Ya Zhan, Ji-Jun Chen, Fu-Li Wang, Ning-Yuan Yang, Liu Ye, Qiangshuai Gu, Xin-Yuan Liu*

Copper-Catalyzed Asymmetric Radical 1,2-Carboalkynylation of Alkenes with Alkyl Halides and Terminal Alkynes，J. Am. Chem. Soc. 2020,

DOI：10.1021/jacs.0c03130

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c03130