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• 可见光氧化还原和钯协同催化的不对称烯丙基烷基化反应

            J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16914~16919

  不对称烯丙基烷基化(AAA)反应是构建手性中心的高效途径.经典的不对称烯丙基烷基化一般使用单一过渡金属催化剂(如Pd, Ir, Cu, Ni, Rh, Ru等), 其中钯催化剂是发展最为成熟的催化剂.目前在钯催化的不对称烯丙基烷基化反应中“软亲核试剂”的应用已取得了长足的发展, 而“硬亲核试剂”在该反应中的应用仍然存在挑战.南京大学化学化工学院俞寿云课题组利用可见光氧化还原和钯协同催化, 以4-烷基-1, 4-二氢吡啶为烷基源, 实现了高立体选择性的不对称烯丙基烷基化反应.该反应具有反应条件温和、官能团容忍性好、底物普适性广和立体选择性优异等特点.此外该体系存在不同于传统钯催化反应的区域选择性及动态动力学拆分效应.

  BF₃•Et₂O催化的杂芳烃C2位选择性碳氢键硼化反应

            Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 14891~14895

  有机硼化合物作为常用的合成砌块在有机合成中占据重要地位.过渡金属催化的碳氢键硼化反应是目前构建碳硼键的最重要方法之一.近年来, 非过渡金属催化尤其是硼催化的吲哚亲电碳氢键硼化反应吸引了众多有机化学家的兴趣.然而这类反应也存在很多缺点, 如普遍使用复杂昂贵的硼化合物为催化剂, 使用不稳定或复杂昂贵的硼烷作为硼来源, 大部分反应发生在吲哚的C3位.南昌大学化学学院张华课题组利用简单廉价的BF₃•Et₂O为催化剂, 使用稳定的B₂pin₂为硼来源, 实现了吲哚及其他杂芳烃的碳氢键硼化反应.该反应选择性地发生在C2位并具有良好的官能团兼容性.初步的研究表明, 反应经历了亲电取代硼化机理.这一反应为吲哚C2位取代官能团化合物的合成提供了重大突破.

  可见光双激发模式实现环醇化合物与烯烃的形式环加成反应

            J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 13580~13585

  碳碳键的惰性及普遍存在性使得碳碳键的选择性断裂和官能化面临着巨大的挑战.近年来, 随着可见光促进的光氧化还原反应的蓬勃发展, 通过烷氧自由基发生β-断裂过程实现了一系列碳碳键的直接活化.上海科技大学物质科学与技术学院左智伟课题组利用可见光促进的双催化模式, 在金属铈盐和9, 10-二苯基蒽(DPA)的共同作用下, 顺利地实现了环醇类化合物与烯烃的形式环加成反应.在可见光照射下, Ce(Ⅳ)- OR被激发经历配体到金属电子转移(LMCT)过程, 产生Ce(Ⅲ)以及烷氧自由基, 该烷氧自由基发生β-断裂形成高亲核的碳自由基, 被缺电子烯烃捕获形成新的碳碳键和酰基α位碳自由基, 该碳自由基经过单电子转移过程被激发态的DPA还原产生烯醇化合物和DPA自由基正离子, DPA自由基正离子通过单电子转移将Ce(Ⅲ)氧化为Ce(Ⅳ), 完成Ce的催化循环.同时, 烯醇中间体发生分子内缩合和酯化反应最终构建桥环内酯结构, 这一类结构广泛存在于复杂天然产物分子中.

  细胞松弛素Asperchalasines A, D, E, H的首次不对称全合成

            Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 14221~14224

  细胞松弛素是一大类真菌代谢产物, 目前该家族已分离得到300多个成员, 由于其复杂的化学结构和广泛的生物活性(包括免疫调节、细胞毒性和杀线虫活性), 吸引了众多合成化学家的关注.中国科学院昆明植物研究所邓军课题组以最长线性步骤(16~17步), 完成了Asperchalasine A等分子的首次不对称全合成.该工作基于课题组克级制备的关键天然产物aspochalasin B, 发散性合成了细胞松弛素二聚体asperchalasines D、E和H, 随后利用仿生合成策略通过分子间立体选择性的5+2环化加成反应实现了asperchalasine A分子的不对称全合成.该工作对揭示asperchalasine A类多聚体的生源合成路径具有重要的参考价值, 也对该分子进一步药理活性的研究提供了重要基础.

  通过氧化去芳构化合成多取代环己炔前体

            J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 13214~13218

  与苯炔类似, 高活性的环己炔可作为合成砌块, 高效构建多取代脂肪族环烃类化合物.然而, 目前环己炔的发展仍远远落后于苯炔化学, 其中一个原因是四个非炔键位点官能化较困难.近期, 重庆大学化学化工学院李杨课题组通过氧化去芳构化手段, 合成出两类环己炔前体1a及2, 其环上取代基可进一步转化为其它官能团, 且转化中TMS及OTf基团未受影响, 大大扩展了利用该手段获得的多取代环己炔前体的范围. 1a与2经过活化可高效地生成相应的环己炔中间体i及ii, 并展示了良好的反应性及选择性.李杨课题组还进一步开发出这些环己炔前体与烯丙基亚砜的新反应类型, 揭示了环己炔化学有别于苯炔化学的新特性.

  一类新颖的γ吡喃酮合成酶的发现、结构和机制研究

            Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 13475~13479

  γ-吡喃酮是许多天然产物及药物中的一类重要结构单元, 目前关于其生物合成研究主要集中在植物来源的黄酮类和真菌来源的萘并吡喃酮类化合物, 而微生物来源的蒽醌并γ-吡喃酮类化合物中, 该结构单元的生物合成方式至今仍是未知的.中国科学院上海有机化学研究所唐功利课题组通过对良好抗肿瘤活性(IC₅₀达到纳摩尔级别)的芳香聚酮类化合物Trioxacarcin A (TXN-A)的生物合成进行研究, 首次发现了TxnO9为代表的一类小蛋白(152个氨基酸)可以催化TXN-A中γ-吡喃酮的形成; 通过与中国科学院上海有机化学研究所曹春阳课题组合作, 借助核磁共振技术解析了TxnO9自由态、复合物的结构, 证实TxnO9属于类固醇生成急性调节蛋白相关的脂类转运结构域(START)家族蛋白, 结合定点突变等实验提出了TxnO9的酶催化机制.此研究工作一方面阐明了TXN-A中吡喃酮的形成, 另一方面丰富了START家族酶的功能.

  钯还原催化1, 4-烯炔与一氧化碳和硅氢试剂的[5+1]环化反应

            Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 13308~13312

  过渡金属催化反应通常包括三种策略: (1)传统的金属催化.即经过氧化加成/还原消除来实现亲电试剂与亲核试剂的反应; (2)金属氧化催化.即使用氧化剂氧化形成高价态金属催化亲核试剂和亲核试剂的反应; (3)金属还原催化.即通过还原剂还原再生活性金属物种, 实现亲电试剂与亲电试剂的反应.烯炔环化反应是有机合成中一类重要的构环方法, 然而在3-羟基-1, 4-烯烃与一氧化碳环化反应中, 通常以传统的Rh(I)催化分子内3位含氧亲核基团迁移或其它亲核基团进攻来实现, 从而限制了其应用.南昌航空学院环境与化学工程学院/湖南大学化学化工学院李金恒教授和南昌航空学院环境与化学工程学院宋仁杰博士课题组使用金属还原催化策略, 即以钯为催化剂, 硅氢试剂为还原剂, 实现了一类新型的1, 4-烯炔与一氧化碳和硅氢试剂的[5+1]环化反应.该方法通过分子间亲电基团进攻, 从而很方便地引进新官能团, 为多取代官能团化苯酚化合物的合成提供新的方法.

  杂芳烃C—H键选择性氧化二氟甲基化反应

            J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 11613~11617

  二氟甲基(CF₂H)是一种重要的含氟官能团.它具有一定的亲脂性, 并且还可以作为氢键的供体.因此, 含二氟甲基的化合物在药物化学领域有着广泛的应用.虽然有机化学家发展了一系列制备含二氟甲基芳烃的方法, 但向杂芳烃引入二氟甲基的方法非常有限.杂芳烃自由基C—H键二氟甲基化反应仅适用于N-杂芳烃, 并且区域选择性差.中国科学院上海有机化学研究所卿凤翎课题组在自己发展氧化三氟甲基化反应的基础上, 以二氟甲基三甲基硅烷(TMSCF₂H)为亲核的二氟甲基化试剂, 成功地实现了铜参与杂芳烃C—H键氧化二氟甲基化反应.该反应成功的关键是选择9, 10-菲醌(PQ)作为氧化剂, 适用于一系列N-和O (S)-杂芳烃, 并且区域选择性地生成二氟甲基杂芳烃.

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