方法学|Sigman《Nature》选择性构建远端季碳手性中心

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引言

分享一个方法学研究成果,该文章发表在《Nature》期刊
第一作作者是Tian-Sheng Mei
通讯作者是Matthew S. Sigman教授
该研究报道了通过三取代烯烃迁移偶联等方法,实现远端季碳手性中心的构建:
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 简介

季碳立体中心是许多天然产物和药物中常见的结构。然而,以催化和对映选择性的方式合成这些立体中心是一个艰巨的挑战,特别是在无环体系中。

通常情况下,四元立体中心是由反应位点附近已有官能团的底物制备的,而接近离官能团较远的四元立体中心的方法存在相当大的、持续的合成障碍。最常见的对映选择性和催化方法使用羰基作为官能化诱导中心:

其中a-功能化,通过烷基化或醛醇反应,可以通过烯醇当量的反应来完成

羰基的对映选择性β-官能化可以通过使用各种过渡金属和偶联的1,4-共轭加成过程完成

一个强有力的替代羰基作为预先安装的官能团是烯丙基亲电试剂或亲核试剂,它产生毗邻烯烃的手性中心

然而,在所有这些方法中,C-C键形成相对于官能团的位置都是严格定义的,这使得在更偏远的位置安装四元手性中心变得困难

基于本课题组最近在双取代烯烃的不对称氧化还原-接力Heck型反应上的成功,我们推测,三取代烯烃的位点选择性和对映选择性转化可以解决这一合成限制:

通过应用该方法,可以将醇与烯烃定位在不同的链长,从而得到不同范围的功能化羰基产品,这是一个过程的迁移结果:

具体来说,一个烯烃的位置选择性迁移插入到有机金属中间体中产生一个Pd烷基B,它可以通过B氢化物的顺序消除/迁移-插入过程向醇E迁移,最终释放所需的羰基产物C

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探索与优化

根据设想,作者尝试反应:

首先,在Pd/Cu/Ligand = 6/6/13下,3当量芳基硼酸酯为底物,进行反应,转化率为40%,收率仅为23%

随后,将硼酸酯平均分为两份,进行投料,收率提高至50%

进一步,优化Pd/Cu/Ligand = 10/4/14,底物转化率提高至87%,分离收率达到65%,er = 97:3

最后,如果不加入铜,则收率降至22%;如果反应中没有Pd,则无法获得所需产品

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底物拓展

获得该反应的最佳条件后,作者进行底物适用性研究:
结果可知,该反应可以非常高效地制备多种类型的季碳手性中心,底物具有普遍的适用性
随后,作者应该该反应,还进行了进一步的应用:
最后,作者研究了该反应的机理历程

评述

季碳中心,尤其是手性季碳的构建,在有机合成中是极具挑战性的
作者通过Pd/Cu协同作用,与手性恶唑啉配体,一起完成了三取代烯烃醇的选择性远端构建手性季碳中心,并将醇转化为相应酮化合物
该方法值得学习
化解 chem,一起全合成
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