JACS副主编游书力最新Science！
纳米人
2021-01-25
Z-型烯烃在有机合成中非常困难，因为其在热力学上不稳定，过渡金属催化不对称烯丙基化反应是一种在E-型烯烃、枝状烯烃相邻位点安装立体结构中心的重要方法，但是在Z-型烯烃中安装立体结构中心的相关方法较为少见。目前构建Z型烯烃的方法包括光激发E-烯烃异构化，Wittig烯烃化反应，Mo/Ru催化Z选择性交叉复分解，烯烃半加氢反应，Z-结构保持交叉偶联，不对称Z-烯丙基硼化物和酮/亚胺加成。含均烯丙基立体中心的Z型烯烃在天然产物分子、生物活性分子中较为常见，因此合成Z型烯烃结构具有非常重要的意义。
有鉴于此，上海有机化学研究所游书力等报道了Ir催化烯丙基取代反应，在保持Z-型烯烃结构的同时在邻位安装立体结构中心，实现了瞬态反式-π-烯丙基-Ir中间体结构，通过快速被亲核试剂捕获，该中间体免于异构形成热力学上更加稳定的顺式-π-烯丙基-Ir。本文为合成手性Z-型烯烃分子提供方法。杜克大学Steven J. Malcolmson对该反应方法学进行介绍和展望。作者在该反应的设计中基于以往报道中，对热力学不稳定的烯丙基-π-金属中间体结构进行直接对应选择性亲核进攻，该过程中面临着动力学缓慢的π-σ-π相互转换，因此当筛选合适的Ir手性结构催化剂与Z-型线性烯丙基底物形成的中间体能够具有足够的寿命和前手性亲核试剂反应，安装立体结构中心。以1倍量N-甲基色醇（1a）、2倍量三氟乙酸肉桂酯（2）作为反应物，加入3 mol % [Ir(COD)Cl]2/6 mol %轴联萘基亚磷酰胺作为催化剂，1倍量In(OTf)3，在0 ℃ CHCl3中反应。将(S)-L1配体和[Ir(cod)Cl]2混合在CHCl3溶剂中，随后通过1H NMR确定了Ir-L1 (k1)的结构，随后加入In(OTf)3或AgOTf，将电中性k1氧化为阳离子k2，通过1H NMR验证了得到k2结构，通过单晶衍射获得k2·H2O结构。随后将烯烃底物作为反应物加入形成anti-k3，通过31P NMR/高分辨质谱表征了其结构。随后当反应体系中加入亲核试剂，anti-k3能够快速反应生成初始k2，同时生成产物。然而当反应中anti-k3不能够及时与亲核试剂反应，发现发生消旋反应生成syn-k3物种，通过31P NMR、高分辨率MS得以验证该结果。Shu-Li You et al., Ir-Catalyzed Intermolecular Asymmetric Allylic Alkylation of β-Tetralones, Organometallics 2019, 38, 20, 3996–4002
Iridium‐Catalyzed Asymmetric Allylic Aromatization Reaction, 10.1002/anie.2019041561. Steven J. Malcolmson, Racing against unwanted isomerization, Science 2021, 371 (6527), 345-346DOI: 10.1126/science.abf8851https://science.sciencemag.org/content/371/6527/3452. Ru Jiang, Lu Ding, Chao Zheng, Shu-Li You,* Iridium-catalyzed Z-retentive asymmetric allylic substitution reactions, Science 2021, 371 (6527), 380-386DOI: 10.1126/science.abd6095https://science.sciencemag.org/content/371/6527/380
