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手性亚砜在药物分子和手性配体中得到广泛应用,但是由于次磺酸不稳定以及强络合性的硫原子对过渡金属的毒化作用,过渡金属催化直接构建C-S键合成手性亚砜面临较大挑战。近期,中科大张清伟教授课题组发展了一种镍催化联烯酯与亚砜的交叉偶联反应,实现了高对映和区域选择性的手性共轭二烯基亚砜的合成。
在最优条件下,作者对联烯酯与亚砜的底物分别进行了考察,结果发现:无论是拉电子基还是供电子基的底物都可以得到优异的对映选择性和较高的收率。而且无论是一级烷基取代基(3z,3aa),还是二级烷基取代基(3ab-3ad),或者是叔丁基3ae都能得到较好的ee值。然而,反应对底物的位阻非常敏感,具有较大位阻取代基的产物3n,3r ee值较低。 作者进一步对产物进行了衍生化研究。发现,化合物3不仅可以与金属铁形成手性铁络合物,还可以通过氧化反应产生化合物5和6。其中,化合物6可以进一步与苯硼酸发生Chan-Lam反应,或与羧酸类活性药物分子发生缩合反应生成化合物9和10。值得一提的是,化合物3还可以与亲双烯体进行非对映选择性Diels-Alder反应,形成相应的环状化合物11-14。 通过控制实验,作者发现该反应的真正催化剂是零价镍,而不是前催化剂的二价镍。最后,结合DFT计算,提出了以下的反应机理:首先,NaOH和配体作用下,二价镍被还原生成零价镍。零价镍与一对外消旋联烯酯发生氧化加成,生成共同的中间体A,然后脱去二氧化碳,发生互变异构形成中间体B。接着,中间体B与苯基次磺酸阴离子络合,通过钠离子辅助的外球模型机理,发生亲核加成生成相应的产物,同时再生出零价镍催化剂。同时,计算结果表明,生成R构型产物的反应能垒比S构型低3.2kcal/mol,这与实验结果吻合较好。最后,通过计算还可以排除内球反应机理以及联烯基亚砜产物的形成。 论文信息 Nickel-Catalyzed Enantioselective Synthesis of Dienyl Sulfoxide Li Gao, Yin-Qi Wang, Ya-Qian Zhang, Yi-Han Fu, Yi-Yu Liu, Prof. Qing-Wei Zhang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202317626
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