JACS: 不对称氢甲酰化合成手性醛的机理研究

纳米技术

2020-09-16

催化不对称烯烃的氢甲酰化制备手性醛具有较大的关注，但是该反应的发展受到较大局限性，因为该反应中的选择性问题没有较深入的理解。有鉴于此，印度孟买理工学院Yuvraj Dangat、Raghavan B. Sunoj等展示了对α-甲基苯乙烯在Rh-(S, S)-YanPhos作为催化剂中发生的氢甲酰化反应，并通过深入的DFT计算（ω-B97XD、M06）方法进行对反应的模拟。

本文要点：

（1）

该反应中通过担载有N-苄基化的BINOL-磷酰胺、BINAP-双(3,5-叔丁芳基)膦的双重轴手性YanPhos配体，并通过详尽的构象抽样进行深入研究。苄基化的N原子和剩余手性配体之间体现出C-H^…π，π^…π，孤对电子^…π非共价相互作用（NCIs）。类似的，手性催化剂和α-甲基苯乙烯之间的C-H^…π、π^…π非共价相互作用导致si面比re面更容易结合到Rh-中心的面上。

（2）

Rh-氢化物加成到烯烃上，导致区域控制性转移插入的过渡态，导致α-C取代的能垒比在β-C取代的能垒低3.6 kcal/mol，并引起更容易得到线性结构的手性醛，而不是非手性的枝状产物。在线性反应过程中，氢加成到si面的过程中能垒比re面的能垒低1.5 kcal/mol，并预测得到85 %的S醛手性选择性（和实验结果相符，实验中测定结果达到87 %）。通过能量跨度分析，结果显示还原消除过程是翻转结构决速步骤，并倾向于得到S线性醛。

参考文献

Yuvraj Dangat*, Sahil Popli, and Raghavan B. Sunoj*

Unraveling the Importance of Noncovalent Interactions in Asymmetric Hydroformylation Reactions, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c06942

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06942