JACS:上海有机所梅天胜课题组开发镍催化体系,实现苯乙烯对映选择性氢烯化和氢芳化

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今天给大家推荐上海有机所梅天胜老师课题组发表在JACS上的一篇文章(DOI: 10.1021/jacs.8b13524),该文章开发了镍催化苯乙烯对映选择性氢芳基化和氢烯化。通过合成(R)-(-)-Ibuprofen,证实了该反应的实用价值。通过氘标记实验确定了氢的来源。

带有两个不同芳基的三级立体中心结构在天然产物和药物中间体中广泛存在。这类化合物传统的合成途径包括:1,1-二芳基烷烃的氢化,芳基亲核试剂加成到1-取代芳基烯烃,苄基试剂与亲核试剂或亲电试剂的交叉偶联,C-H键的芳基化。

到目前为止,过渡金属催化的苯乙烯对映选择性氢芳基化反应仅有两个实例,分别为Sigman课题组的钯催化体系(图1,a)Buchwald课题组的钯/铜催化体系(图1,b)。Zhou课题组开发的镍催化体系实现了苯乙烯的氢芳基化,但不具有对映选择性(图1,c),如何实现镍催化苯乙烯对映选择性氢芳化仍面临挑战。

上海有机所梅天胜课题组发展了苯乙烯对映选择性氢芳化的镍催化体系。在这个体系中,利用甲醇作为氢源,手性双恶唑啉类化合物作为配体。在相同条件下,作者也实现了苯乙烯对映选择性氢烯化(见图1,d)。

图1(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)

通过对条件筛选(图2),作者确立了Ni(cod)2作为催化剂,L4为配体(结构见图1,L4),甲醇为氢源的最优条件。在该过程中,对恶唑啉配体的取代基做了详细研究(见图2, entry 8-15)。

图2(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)

在最优条件下,作者对反应底物苯乙烯和硼酸的适用性做了验证(图3,图4)。大部分取代基的产率都较好。其中,取代基为酯基、氰基、酮羰基、氯的苯乙烯的产率很低,α-或β-取代的苯乙烯活性也很差。

图3(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)

图4(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)

为了证明该反应的实用价值,作者还对其进行克级实验(图5,a),合成(R)-(-)-Ibuprofen(图5,b),利用已合成的化合物3j做进一步的反应等途径进行验证(图5,c)。

图5(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)

为了确定氢的来源,作者做了氘标记实验(图6),分别利用CD3OH、CH3OD以及氘代底物11-D在最优条件下进行实验,证明了氢源来自于甲醇的羟基氢。

图6(DOI: 10.1021/jacs.8b13524)

小结:上海有机所梅天胜课题组开发了镍催化体系,实现苯乙烯对映选择性氢烯化和氢芳化,并通过合成(R)-(-)-Ibuprofen等实验证实了反应的实用价值。在机理研究方面,作者通过氘标记实验确定了氢源来自于甲醇的羟基氢。

全文链接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13524


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