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• 共轭二烯炔-酰亚胺作为1-氮杂三烯前体用于6π-电环化反应构建呋喃[2, 3-b]二氢吡啶骨架

  Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 5482~5486

  呋喃[2, 3-b]吡啶广泛分布于具有生物活性的天然产物中, 也是多种候选药物的药效基团.目前该双杂环骨架及类似物主要以多官能化的吡啶或呋喃化合物为原料, 通过环化反应形成第二个杂环来构建.浙江大学化学系马成课题组利用易得的共轭二烯炔-酰亚胺和多种末端烯烃, 在Pd^Ⅱ催化下原位生成官能化1-氮杂三烯中间体, 经6π-电环化反应实现了呋喃[2, 3-b]二氢吡啶的直接合成.该方法基于共轭二烯炔结构单元上预置和原位导入“官能柄”的策略, 通过多个“官能柄”协同作用, 在较温和的条件下高收率地合成了一系列呋喃[2, 3-b]二氢吡啶类化合物, 同时区域选择性地在其呋喃环引入各种烯烃官能团.该研究提供了一种调控共轭多烯炔反应性的方法.

  Azlactones和Azonaphthalenes之间的催化不对称[2+3]环化反应

  Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 5398~5402

  Azlactones(吖内酯)具有多个反应位点, 是有机合成中的一类重要合成子.近年来, azlactones在合成光学纯含氮化合物的反应中展现出巨大潜力.其中, azlactones参与的催化不对称[2+n]环化反应已经成为一种构建环状羰基化合物的高效方法.这些反应通常是azlactones和不饱和羰基化合物、亚胺以及邻亚甲基苯醌之间的催化不对称[2+4]环化反应.到目前为止, azlactones参与的催化不对称[2+3]环化反应鲜有报道.江苏师范大学化学与材料科学院石枫教授与梅光建副教授合作, 利用手性磷酸氢键活化作用, 实现了首例azlactones和azonaphthalenes(偶氮萘类化合物)之间的催化不对称[2+3]环化反应.通过该反应, 合成了一系列结构多样的手性靛红类化合物; 同时, 反应具有高的收率和优秀的对映选择性(up to 99% yield, 98% ee).该策略不仅代表了首例azlactones参与的催化不对称[2+3]环化反应, 也为3, 3'-双取代靛红骨架的不对称构建提供了高效方法.

  复杂活性天然产物Cyclocitrinol的不对称全合成

  J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5365~5369

  Cyclocitrinol是在2000年被分离的一类新型的C25甾体天然产物, 具有潜在的神经修复生理活性, 具有独特的化学结构特点:具有[7-7]四环核心骨架, 包含8个手性中心.尤其是A/B双环[4.4.1]桥环体系以及A环的桥头双键(anti-Bredt烯烃), 使得整个分子具有极大的环张力, 是实现该家族类天然产物全合成的重大挑战之一. Cyclocitrinol吸引了众多国际合成化学家的研究兴趣与竞争, 但是, 其全合成还没有报道.最近, 南方科技大学化学系李闯创课题组利用先前首次发现的Type Ⅱ [5+2]环加成反应, 高效简洁地合成含有桥头双键的[4.4.1]桥环体系, 并且立体选择性地构建了多个手性中心, 之后再经多步官能团化转换, 总共18步实现了cyclocitrinol的首次不对称全合成.

  Ni-Al双金属催化的咪唑环选择性碳氢键环化

  J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5360~5364

  β-位手性的双环或多环咪唑类骨架在生物活性分子中广泛存在, 并作为高效的有机小分子催化剂应用于不对称催化领域.然而由于β-位取代基的存在, 构建此位点的位阻相对较大, 手性控制较为困难.现有合成方法依赖于手性原料的多步转化法或者手性拆分方法, 直接的不对称催化方法还没有成功的先例.南开大学化学学院叶萌春研究团队利用发展的手性二级膦氧配体锚定的Ni-Al双金属催化体系, 成功实现了这一目标.相比于以前的合成方法, 需要20 mol%的贵金属Rh和180 ℃的高温, Ni-Al双金属催化体系具有显著的优势.仅以5 mol%的廉价Ni在100 ℃条件下1 h以内就可以完成反应, 且以高达98%的收率和99%的对映选择性得到各种β位手性的双环或多环咪唑类衍生物.

  可见光催化的双C(sp³)—H键官能团化[2+2]环加成研究

  Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 5110~5114

  近年来, C(sp³)—H键的直接官能团化吸引了国内外有机化学家的广泛关注, 且成功地实现了C(sp³)—H键的直接硼化、氧化、胺化以及烷基化和芳基化等.然而, 这些方法主要集中在对单个C(sp³)—H键的一步转化和简单修饰, 能否实现多个C(sp³)—H键的同时转化并应用于复杂有机骨架的合成, 是当前C(sp³)—H键官能团化研究的重要挑战之一.兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室许鹏飞课题组利用温和的可见光催化, 成功地实现了对含氮杂环骨架的双C(sp³)—H官能团化, 并得到一系列非常有用的含氮稠环羧酸衍生物.通过一系列机理验证实验证明, 该方法经过了一个串联的可见光催化脱氢/[2+2]环加成过程.该工作不仅为合成含氮杂环骨架提供了一条新路线, 而且证明了双C(sp³)—H键官能团化策略的可行性及在构筑复杂有机化合物中的高效性.

  手性硒醚催化的对映选择性烯丙基化反应和烯烃分子间双官能化反应:高效构筑手性三氟甲硫基分子

  J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4782~4786

  氟原子和含氟基团能改善母体分子的物理、化学及生物性质.向烯烃母体中引入氟原子和含氟基团合成含氟化合物成为了化学领域的研究热点.由烯烃出发构建手性含氟分子的方法还有待研究, 特别是利用对映选择性烯丙位C—H键官能化和烯烃分子间双官能化反应合成含氟化合物.近日, 中山大学化学学院赵晓丹课题组发展了手性硒醚催化的对映选择性烯丙基化反应和烯烃分子间双官能化反应, 能够高效构建含C—SCF₃立体中心的手性分子.该方法底物范围广泛、收率高, 对映选择性最高达95% ee.该工作是三氟甲硫基化反应、烯丙基官能化和分子间双官能化的良好补充.

  不对称催化合成笼手性碳硼烷

  J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4508~4511

  邻-碳硼烷分子中2个CH和10个BH位点分别处于高度对称的二十面体顶点, 取代基的引入可以降低分子对称性, 从而在硼笼上引进手性要素.目前由于不对称合成手段的缺乏, 在硼笼上实现手性的研究尚处于简单手性拆分的初级阶段, 限制了其在药物化学、材料化学及不对称催化领域的应用.中国科学院上海有机化学研究所沪港化学合成联合实验室谢作伟、邱早早等通过手性拆分确定了一对分子内4/5-位B—H键芳基化产物的绝对立体构型后, 利用手性单膦配体(R)-BI-DIME, 首次实现了碳硼烷笼手性化合物的钯催化不对称合成, 以最高可达96% ee的对映选择性高效构建含有新型手性硼笼骨架的分子内B—H键芳基化-环化产物.以此为基础, 关于手性硼笼分子的设计研究将开启碳硼烷化学的全新领域.

  镍氢催化的还原接力氢烷基化策略实现烯烃远程C(sp³)—H键烷基化

  Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 4058~4062

  在药物分子和天然产物的合成中, C(sp³)—C(sp³)键的形成是基本的操作.传统的过渡金属催化的饱和碳碳键形成的偶联反应主要存在两个方面的问题:一是烷基金属试剂不太稳定, 一般需要预先制备; 二是生成的烷基金属试剂容易发生β-H消除的副反应影响收率.南京大学配位化学国家重点实验室朱少林课题组从来源广泛、易于制备的烯烃出发, 将金属氢催化的烯烃异构化化学和过渡金属催化的偶联化学结合, 通过课题组发展的镍氢催化的烯烃迁移偶联策略, 实现了烯烃远程端位选择性的的非官能团化C(sp³)—C(sp³)键的构建.烯烃位置异构体的混合物是石化工业中廉价的原料, 由于沸点相近, 较难通过精馏分离.如何直接利用这类附加值低的混合原料转化为高附加值的单一产品具有很高的经济价值.从这类烯烃混合物出发, 该策略可高效地将其转化为具有更高附加值的区域归一的单一下游化学品, 为工业应用提供了可行性支撑.

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