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• C—O和C—N亲电试剂的交叉偶联反应

  J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 12481~12486

  亲电试剂交叉偶联反应已成为实现C—C键快速、精准构筑的重要方法.该反应具有步骤经济性好、官能团兼容性佳和化学选择性独特等优点, 因此近年来越来越受关注.然而, 该方法目前主要局限于卤代烃的转化.这已成为制约亲电试剂交叉偶联反应进一步发展的瓶颈问题.兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室舒兴中课题组首次实现了C—O和C—N亲电试剂的交叉偶联反应.基于含N和含O化合物的广泛存在性以及易获得性, 该偶联模式将为该领域新反应的设计提供更为宽广的舞台.在该工作中, 作者主要研究了烯基乙酸酯与苄基、芳基季铵盐的烯基化反应.此外, 不同于先前认为季铵盐由氧化加成的方式被镍催化剂活化的报道, 作者首次提出并验证了苄基季铵盐与镍催化剂的自由基活化机制.

  钯催化α-卤代羰基化合物的不对称交叉偶联反应

  Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 11355~11359

  手性α-芳基羰基片段广泛存在于天然产物及药物分子结构中.近年来, 廉价易得的α-卤代羰基化合物与芳基金属试剂间的不对称偶联反应成为合成手性α-芳基羰基化合物的有效手段, 但该方法仍然存在催化体系效率偏低, 需要使用活泼敏感的芳基格氏试剂或锌试剂等作为原料等局限.相对而言, 钯催化剂用量可以大幅度降低, 钯催化反应在官能团容忍性和底物普适性方面更有优势.因此发展钯催化α-卤代羰基化合物与芳基硼酸的不对称交叉偶联反应仍然具有重要的研究价值.中国科学院上海有机化学研究所汤文军课题组提出大位阻P, P＝O配体能有效抑制二次转金属, 设计和发展了手性大位阻P, P＝O配体L11, 并首次实现了钯催化α-溴代酰胺与芳基硼酸的不对称交叉偶联反应.和已报道的镍、钴和铁催化研究工作相比, 钯催化偶联对杂环底物的兼容性更具优势, 且催化剂用量可降至0.5 mol%.

  可见光催化、氢原子转移和钴催化协同作用下烯烃脱氢硅化合成取代烯丙基硅烷

  Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 10941~10945

  含硅化合物在有机化学中扮演了非常重要的角色, 其中烯丙基硅烷是合成小分子和聚合物的重要基石.开发绿色高效、原子经济和步骤经济的碳硅键偶联策略是有机合成化学领域重要的研究内容之一.然而高选择性脱氢硅化合成烯丙基硅烷仍具有挑战性, 目前为止报道的反应大多需要对水分敏感的贵金属催化剂或过量的烯烃作为氢受体, 并且因区域选择性低而同时得到烯丙基和乙烯基硅烷混合物.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协同催化模式在可见光催化、氢原子转移和质子还原催化作用下实现了烯烃与硅烷的化学选择性脱氢硅化反应, 成功合成了多种取代烯丙基硅烷和α, β-不饱和γ-内酰胺骨架.该反应具有区域选择性高、官能团耐受性好、底物适用范围广、无氧化剂存在、反应条件温和等特点.

  铑(Ⅱ)和布朗斯特酸相继催化的糖基化反应

  J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 11775~11780

  糖同核酸、蛋白质一样在生命活动中发挥着极为重要的作用.目前, 化学合成仍然是获取结构确定、成分均一的寡糖及糖缀合物的最有效手段之一.而糖苷键的构建是糖的化学合成所要解决的关键与核心问题.最近, 华中科技大学药学院万谦团队报道了一种温和的基于二价铑与布朗斯特酸相继催化活化硫苷的糖基化方法.该方法的核心是通过布朗斯特酸将原位生成的糖基锍叶立德转化成高活性锍盐来实现硫苷的高效活化与糖苷化.首先, 硫苷与重氮试剂在Rh₂(oct)₄催化下反应生成糖基锍叶立德; 锍叶立德经布朗斯特酸质子化转化为活泼的糖基锍盐; 该锍盐脱去硫醚后生成重要中间体“oxocarbenium”, 并与受体结合形成糖苷键.在形成糖苷键时释放出的质子将再次参与锍叶立德的质子化过程, 避免了反应体系中质子的集聚, 保证反应体系始终在弱酸性条件下高效进行.

  叔膦催化亚烷基环丙烷选择性重排生成多取代呋喃和二烯酮

  Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 10698~10702

  自1995年陆熙炎等报道叔膦催化缺电子联烯与烯烃的Lu’s [3+2]反应以来, 叔膦催化的环化反应得到了蓬勃发展.由于目前叔膦催化主要依赖缺电子烯、炔、联烯等底物, 因此发展新型结构的底物分子可进一步促进叔膦催化的发展.西安交通大学理学院徐四龙/李洋课题组基于亚烷基环丙烷与联烯互为同系物的特点, 采用缺电子亚烷基环丙烷为底物, 发展了三类底物控制下叔膦催化的重排反应, 在温和条件下高化学选择性地合成了三、四取代呋喃以及二烯酮化合物.该工作与之前的金属催化亚烷基环丙烷的重排反应形成鲜明对比, 研究结果丰富了亚烷基环丙烷的反应性并拓展了叔膦催化的底物类型.

  手性螺环膦酸催化对映选择性的Baeyer-Villiger氧化构建前列腺素家族化合物关键中间体

  Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 9923~9927

  前列腺素是一类存在于机体的内源性化合物, 它对内分泌、生殖、消化、心脑血管及神经系统等具有广泛的生理作用.目前已上市的具有不同临床用途的前列腺素类药物达20余种, 如前列地尔(心血管一线用药)、依前列醇(肺动脉高压一线用药)、拉坦前列素(抗青光眼一线用药)等.但前列腺素天然来源少, 体内代谢迅速, 化学合成显得尤为重要.其合成核心是构筑具有四个相邻立体中心的手性内酯(Corey内酯), 国内外普遍采用以化学拆分为关键步骤的Corey内酯生产工艺, 最多只能获得50%所需要的手性产物, 50%为工业废弃物.复旦大学化学系彭海辉和陈芬儿团队基于手性螺环膦酸催化不对称Baeyer-Villiger氧化, 实现了高立体选择性精准控制, 发展了无过渡金属参与的、绿色环保且高效实用的不对称氧化反应, 构建了一系列具有重要生理活性的手性内酯, 并利用该方法学合成了前列腺素的关键手性内酯中间体, 实现了前列腺素家族化合物的通用不对全合成.

  手性双齿硼基配体促进的铱催化的环丙环类化合物的不对称C(sp³)—H键硼化

  J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 10599~10604

  光学活性的环丙烷类化合物广泛存在于天然产物中, 在有机合成、药物化学和催化材料等方面有着重要的应用价值.其中, 环丙烷基硼酸由于能够利用碳硼键的立体专一性反应实现产物的多样性而受到了越来越多的关注.目前合成此类化合物的方法大多需要对底物进行预先活化, 从而引起额外的操作步骤和更多试剂与溶剂的消耗.最近, 中国科学院兰州化学物理研究所苏州研究院徐森苗课题组利用他们发展的手性双齿硼基配体, 成功地实现了铱催化的α-取代环丙基甲酸酰胺的β-位不对称碳氢键硼化, 对映选择性最高可达96%.络合物A被认为是实现该反应手性诱导的关键中间体.该工作是首次通过手性双齿硼基配体实现铱催化的不对称C(sp³)—H键硼化反应.

  铜催化吲哚高炔丙胺串联环化反应:立体专一性地构建氮杂[n.2.1]桥环

  Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 9632~9639

  Tropane是600多种具有多重生物活性生物碱的核心骨架, 其中, 基于吲哚的Tropane骨架广泛存在于重要生物活性分子中.然而构建这类桥环骨架具有很大的挑战, 几乎没有相关的不对称合成报道.基于末端炔烃的催化环异构化引发的串联反应一直深受人们关注, 并已被广泛应用于构建复杂环状分子.但是, 这些串联反应主要局限于贵金属催化, 且往往经历exo环化启动的串联反应.如贵金属Au在活化末端炔烃接受分子内亲核试剂选择性进攻时通常通过exo环化启动, 而相关的廉价金属如Cu催化环化反应却鲜有报道.厦门大学化学系叶龙武课题组以简单易得的手性吲哚取代高炔丙胺为底物, 实现了Cu(I)催化的endo环化引发的串联反应, 高效构建了系列非常有用的手性氮杂[n.2.1]桥环骨架(n＝3~6).该反应具有以下特点: (1)反应底物适用性很广, 适用于各种吲哚骨架, 且对苯并噻吩、苯并呋喃、噻吩甚至是苯环底物都有很好的兼容性; (2)具有很高的对映选择性和非对映选择性, 底物的手性可完全转移至产物中; (3)桥环产物通过几步简单的化学转化即可实现多个生物活性分子的不对称合成.机理研究表明, 该反应可能先生成炔铜中间体, 随后发生分子内氢胺化反应和傅-克烷基化反应.

  
  
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