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元素有机化学国家重点实验室(南开大学)

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研究成果

周其林课题组:镍催化共轭烯烃与简单酮的氢烷基化反应

发布单位:元素有机化学国家重点实验室   发布时间:2018/10/17    浏览次数:141次


      发展过渡金属催化的高效、原子经济的碳¾碳键形成反应一直是有机合成化学研究的热点和挑战。过渡金属催化烯醇类化合物对共轭二烯、联烯、炔烃等的加成反应是通过碳¾碳键形成高效、原子经济构筑官能化烯烃的有效方法。该方法不仅为天然产物分子和药物分子的合成提供了新途径,并且与传统的烯丙基取代反应等方法相比,具有明显的原子经济性和环境友好性,因而受到了合成化学家们的广泛关注。然而,目前成功的例子非常有限。存在的局限性在于:1)所用的催化剂主要是铑和钯等贵金属催化剂;2)底物类型也主要局限于易于形成稳定烯醇或烯醇活性高的1,3-二酮和脂肪醛等,而对变化更丰富的简单酮仍然是巨大的挑战。


      南开大学周其林教授课题组在前期实现镍催化烯烃与芳基硼酸的氢芳化反应(
Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 461-464)和烯烃对亚胺的氢烯基化反应(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3396-3400)的基础上,最近又研究发现采用镍催化剂可实现由简单酮形成的烯醇与共轭二烯的加成反应,即简单酮与共轭二烯的氢烷基化反应,合成相应的γ,d-烯基酮。他们研究发现廉价金属镍搭配双膦配体以及乙醇存在的条件下才能实现简单酮与共轭二烯的氢烷基化反应;乙醇在反应中既作为氢源,同时也提供烷氧负离子对简单酮底物进行活化,使之成为烯醇负离子并与共轭二烯发生反应。所建立的镍催化体系对不同类型的简单酮如芳香酮、脂肪酮,以及醛和酯等均能给出很好的反应活性,并能以高收率和高区域选择性得到相应的氢烷基化产物。在此基础上,他们通过对各种不同类型的手性配体评价,发现具有联苯骨架的双羟基类型的手性双膦配体可以很好控制反应的对映选择性,从而实现了简单酮与共轭二烯的不对称催化氢烷基化反应,获得了优秀的对映选择性(er值高达97:3)。以该反应为关键步骤,他们从简单易得的原料出发,进一步完成了非甾体类抗炎药物(R)-Flobufen的高效不对称合成。相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc. 2018,140, 11627-11630上。文章的第一作者是南开大学博士生程磊。

      文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b09346

      该研究得到了基金委,科技部,教育部和南开大学的资助。