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上海有机所在不对称氧化偶联反应合成平面手性二茂铁衍生物研究方面取得进展
2016-04-02 17:12:23   国家自然科学基金委化学科学部 审核人:Gezlone   (点击: )

二茂铁化合物在材料化学、有机合成和药物化学等领域中起着重要作用。尤其是含有平面手性的二茂铁类化合物,在不对称催化反应中作为手性配体或者催化剂得到了广泛研究,其中一些已经在工业上实现了大规模应用。因此,在二茂铁骨架上发展高效引入平面手性的方法具有重要意义。

中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室游书力小组一直致力于研究不对称碳氢键官能团化反应 (Asymmetric  Functionalization  of  C–H Bonds, RSC: Cambridge, UK, 2015)。2013年,该课题组首次使用醋酸钯和廉价易得的氨基酸Boc-l-Val-OH为催化体系,实现了二茂铁底物和芳基硼酸的不对称碳氢键芳基化反应,以良好的收率和优秀的对映选择性构建了平面手性芳基二茂铁(J. Am. Chem.  Soc.  2013,  135,  86)。2014年,他们从简单易得的二茂铁底物出发,使用醋酸钯和商业可得的(Ra)-BINAP为催化体系,实现了分子内碳氢键芳基化反应。对于不同的底物,反应以优秀的收率得到近光学纯的平面手性二茂铁化合物,即使催化剂用量降低至千分之五,反应也能获得99%收率和96% ee对映选择性,该方法学也可用于平面手性配体的合成(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4841)

最近,该小组通过使用醋酸钯和Boc-l-Ile-OH为催化体系,成功地实现了第一例不对称氧化交叉偶联反应 (J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2544),该反应使用二茂铁甲胺和富电子芳杂环为底物,经过两个碳氢键官能团化过程,不需要对任何一个底物预官能团化,就可以实现平面手性二茂铁化合物高效、高对映选择性合成。反应以空气为氧化剂,避免了金属氧化剂的使用,符合绿色化学的理念。值得注意的是,该反应以专一的区域选择性控制得到近光学纯的平面手性二茂铁化合物。该方法学为平面手性二茂铁化合物的合成提供了一条高效的途径,对于平面手性配体和催化剂的设计和合成具有重要的意义。该研究工作受到了美国化学会《化学与工程新闻》周刊 (Chemical &Engineering News)的关注,在2016年3月14日出版的一期杂志中以“Dual C–H/C–H asymmetric cross-coupling unveiled”为题对该工作进行了介绍。

 

 

不对称氧化偶联反应合成平面手性二茂铁衍生物

上述研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、中科院和上海科委的大力资助。

 

 

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