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Angew:同济大学徐涛课题组光镍催化C(sp)-C(sp3)不对称还原偶联反应制备手性α-炔基膦酸酯化合物

来源:化学加原创      2023-03-12
导读:手性膦化合物在合成化学起着重要作用,利用偶联策略可为其合成提供直接、便利、模块化的方法。尽管α-烷基、芳基、烯基膦化合物都已经有了相关报道,但是手性α-炔基膦酸酯尚缺乏高效合成途径。在前期研究的基础上,同济大学徐涛教授课题组发展了一种光镍催化合成手性α-炔基膦酸酯的新方法,这也是首次将光镍还原不对称偶联体系应用于C(sp)-C(sp3)成键,反应具有良好的底物普适性。


图1. 研究背景及本文的工作(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

首先,作者在光镍条件下进行了系统的条件筛选,得到最优条件后,作者对溴代炔烃底物以及α-溴代膦酸酯的适用范围进行了考察。结果表明,反应对于各种取代的炔烃,以及各种类型的α-溴膦酸酯都能得到高的收率和对映选择性。


图2. 底物范围(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

为了说明该方法的应用性,作者还对该反应进行了克级规模实验,同时对产物进行了一系列的转化,产物的对映选择性能够得到良好的保持。不过在生成联烯的反应中,没有观测到手性传递的过程。下载化学加APP到你手机,更加方便,更多收获。


图3. 合成应用(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

最后作者对反应机理进行了较为深入的研究,通过自由基钟实验证实了烷基自由基的产生,对单个催化体系还原烷基溴的实验证实了该自由基更倾向于由光体系单电子还原产生。当量的零价镍实验说明反应可能是由零件镍启动的。


图4. 机理研究(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

作者也进一步通过淬灭实验证明Cy2NMe对激发态光敏剂的还原淬灭作用。在文献和机理实验的基础上,作者提出了一个合理的反应循环。


图5. 可能的反应机理(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

总结

同济大学徐涛课题组利用光镍不对称还原偶联体系成功地实现了α-溴代膦酸酯和炔基溴化物的手性偶联,为合成α-炔基膦酸酯类化合物提供了一条高效、模块化的方法,而利用传统金属还原剂不能很好地实现此反应的进行,进一步说明了该体系在此反应中的优势。

同时,该文也表达了对陆熙炎院士的沉痛哀悼之情。


图1. 研究背景及本文的工作(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

首先,作者在光镍条件下进行了系统的条件筛选,得到最优条件后,作者对溴代炔烃底物以及α-溴代膦酸酯的适用范围进行了考察。结果表明,反应对于各种取代的炔烃,以及各种类型的α-溴膦酸酯都能得到高的收率和对映选择性。


图2. 底物范围(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

为了说明该方法的应用性,作者还对该反应进行了克级规模实验,同时对产物进行了一系列的转化,产物的对映选择性能够得到良好的保持。不过在生成联烯的反应中,没有观测到手性传递的过程。下载化学加APP到你手机,更加方便,更多收获。


图3. 合成应用(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

最后作者对反应机理进行了较为深入的研究,通过自由基钟实验证实了烷基自由基的产生,对单个催化体系还原烷基溴的实验证实了该自由基更倾向于由光体系单电子还原产生。当量的零价镍实验说明反应可能是由零件镍启动的。


图4. 机理研究(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

作者也进一步通过淬灭实验证明Cy2NMe对激发态光敏剂的还原淬灭作用。在文献和机理实验的基础上,作者提出了一个合理的反应循环。


图5. 可能的反应机理(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

总结

同济大学徐涛课题组利用光镍不对称还原偶联体系成功地实现了α-溴代膦酸酯和炔基溴化物的手性偶联,为合成α-炔基膦酸酯类化合物提供了一条高效、模块化的方法,而利用传统金属还原剂不能很好地实现此反应的进行,进一步说明了该体系在此反应中的优势。

同时,该文也表达了对陆熙炎院士的沉痛哀悼之情。

更多信息请关注徐涛课题组主页:https://taoxu.tongji.edu.cn

文献详情:

Hepan Wang, Xiaoqiang Wu, Tao XU*. Enantioconvergent Reductive C(sp)-C(sp3) Cross-Coupling to Access Chiral α-Alkynyl Phosphonates Under Dual Nickel/Photoredox Catalysis. Angew. Chem. Int. Ed . 2023 , https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202218299



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