JACS: 镍催化环化偶联反应对未活化烯烃的对映选择性还原二乙烯基化

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过渡金属催化的烯烃的不对称双官能化已被认为是构建手性分子的有力工具。过去的大多数研究集中在芳基的链烯上,其中引入了刚性的芳环以提高选择性(Scheme 1a)。尽管在过去几年中,这些方向的研究取得了显著进展,但是,非芳族底物的反应仍然少有报道,主要进展仅局限于用于生产手性吡咯烷酮的氨基甲酰基链烯烃(Scheme 1b)。链烯烃的不对称双官能团化反应对于提升手性环状化合物结构多样性是至关重要的。因此,兰州大学舒兴中教授课题组报道了镍催化2--1,6-二烯的手性选择性环乙烯基化反应,从而建立了一种合成3-亚甲基五元杂环的新方法(Scheme 1c)。

该课题组此前曾报道过第一个烯烃的不对称二乙烯基化反应,在使用L12L3-L5作为配体时展示出高化学、区域和手性选择性。之后作者把目标放在了无芳基取代的链烯上,即2--1,6-二烯1a与溴苯乙烯2a之间的反应。作者首先对反应配体和反应条件进行了筛选。发现在配体L12,溴化镍,锌粉和DMA作溶剂的条件下反应效果最佳,能得到78%的分离收率和92%ee值。氨基保护基的选择则以苯磺酸衍生物效果最佳。


    接下来作者进行了底物拓展,首先对苯乙烯基溴进行拓展,对于吸电子和给电子基团均有不错的收率和较高的ee值。接下来对环状乙烯基三氟甲磺酸酯进行了底物拓展,包括五元、六元和八元环,均有不错的ee值,无环的也同样有不错收率。



    接下来对N杂二烯烃进行了底物拓展,当甲基被位阻更大的环己基取代时,二烯的环化反应是禁阻的,对3af底物有21%的乙烯基-乙烯基偶联产物。当添加AgBF4作为添加剂时可以取得较好的目标产物收率和ee值。在该条件下,作者尝试合成了更多的吡咯烷衍生物(Table 3)。

    

作者之后还尝试了OC取代链二烯作为底物进行反应。在使用L5做配体的条件下O取代产物均有不错的收率和ee值,在使用L2做配体的条件下,C取代产物可以获得不错的收率和ee值。但是对于2--1,6-二己二烯作为底物是仅获得环质子化产物。


    该反应提供了一种将五元环引入复杂分子中的途径,例如,吲哚美辛(4)、石胆酸(5)、睾酮(6)和阿达帕林(7)衍生物的乙烯基三氟甲磺酸酯可以与1a进行二乙烯基化反应,并以高对映选择性获得含有手性吡咯烷的复合分子。



    接下来作者还对该反应应用范围进行了探究,首先可以脱保护获得化合物8,产率82%。也可以对双键进行选择性加氢还原,得到化合物9,也可以选择性环氧化获得化合物10,从而留下一个亚甲基进行下一步反应。串联脱保护和环化反应以76%的产率得到多环化合物11,为单一异构体。

最后作者对该反应进行了机理探究,首先向反应体系中加入4当量的底物,主要获得环质子化产物12,说明二烯首先与溴反应产生化合物B,然后与乙烯基溴进行C-C偶联,该反应路径由Scheme 4实验证明。基于以上实验,作者提出了以下(Scheme 5)机理。


DOI10.1021/jacs.1c05670




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