通讯作者：资伟伟教授

通讯作者单位：南开大学 

文献DOI: 10.1038/s41467-025-57437-x

导读

图1. 钯催化的对映选择性β-H消除  

  β-H消除是过渡金属催化中的一个关键基元步骤，但对这一过程立体化学的控制研究尚不完善。目前已报道的有限研究仅聚焦于在联烯中构建轴手性，尚无利用不对称β-H消除构建中心手性的相关报道。 近日，南开大学资伟伟教授团队报道了一种由Trost配体实现的从π-烯丙基钯催化的对映选择性去对称β-H消除反应。该转化能够快速制备在C4位带有远程手性中心的环己烯，并且展示了(-)橄榄酸和(-)7-羟基松油醇的全合成。计算研究表明，β-H消除是决速步骤，Trost配体的酰胺部分与底物的苯环和环己烷部分之间的非共价相互作用在β-H消除过程中的立体控制中起着关键作用。

图文概述

图2. 钯催化的对映选择性β-H消除  

  β-氢消除是过渡金属催化的关键步骤，但对其立体化学的控制研究较少。此前相关工作主要集中于构建轴手性，尚无利用不对称β-氢消除构建中心手性的报道。本研究受去对称化策略启发，提出从 π-烯丙基钯出发进行去对称对映选择性β-氢消除，以构建具有远程中心手性的1,3-二烯烃。    

图3. 反应条件筛选  

  以1-乙烯基环己基乙酸酯为模型底物，筛选多种手性配体、溶剂和碱。发现(R,R)-DACH-苯基 Trost 配体（L11）效果最佳，在1,4-二氧六环溶剂中，0.75mol% Pd2(dba)3⋅CHCl3和1.8mol% L11催化时，反应产率和对映选择性较高，额外添加碱会降低产率或对映选择性。    

图4. 乙烯基芳烃的反应范围  

  考察不同取代基的底物适用性。4-芳基取代底物，包括含供电子或吸电子取代基的苯基、萘基和喹啉基等，均能以81-94% 的产率和88-93%的对映体过量值（ee）得到目标产物；4-烷基取代底物，如异丙基、叔丁基及含极性基团的底物也能很好地兼容反应；4-杂原子取代底物，部分氧或氮取代产物具有良好对映选择性，该反应还能有效构建季碳手性中心和C4-螺双环产物。   

 图5. 2a的放大反应和合成转化  

  降低催化剂负载量进行克级制备2a，产率略有下降但对映选择性保持良好。产物2a的二烯部分可进行多种转化反应，如双羟基化、氧化断裂、与丙烯酸乙酯反应、硼氢化反应和狄尔斯-阿尔德反应等。

图6. (-)-油酸和(-)-7-羟基萜品醇的全合成  

  利用该反应实现了(-)-橄榄酸和(-)-7-羟基松油醇的全合成。    

图7. 动力学同位素效应实验    

图8. DFT计算  

  动力学同位素效应实验表明β-氢消除可能是速率决速步骤。密度泛函理论计算显示，反应经烯丙基取代、异构化、β-氢消除和还原消除步骤，β-氢消除是速率决速步，生成(R)-2a的过渡态比生成(S)-2a的过渡态更有利。IGMH分析和能量分解分析表明，配体酰胺部分与底物苯环和环己烷部分的非共价相互作用在立体控制中起关键作用。    

图9. 选择性的来源    

图10. 立体化学的合理化

文献信息

Palladium-catalyzed enantioselective β-hydride elimination for the construction of remote stereocenters, Shaozi Sun, Shengnan Sun & Weiwei Zi*, Nature Communications, 10.1038/s41467-025-57437-x.