通过有机铜盐实现快速氧化偶联反应,生成功能化的联芳烃
《European Journal of Organic Chemistry》:Fast Oxidative Coupling Giving Functionalized Biaryls via Organocuprates
【字体:
大
中
小
】
时间:2025年08月21日
来源:European Journal of Organic Chemistry 2.7
编辑推荐:
β,β-二芳基-β-硅氧基二胺通过L-丝氨酸衍生物与Grignard试剂反应构建,硅基化步骤优化后成功引入多元芳基和硅氧基取代基,并扩展至丙烯基胺类催化剂。催化氟化β-二酮时,其手性选择性达53% ee,优于传统C1催化剂。
β,β-二芳基-β-硅氧基二胺的开发为构建结构多样的二胺基有机催化剂提供了一个可调节的骨架。这类化合物的合成始于L-丝氨酸衍生的氧杂环丁烷甲酯与多种格氏试剂的反应,从而在β位引入广泛的芳基取代基。通过调整硅基化和胺化步骤的反应顺序,这一合成方法能够有效地将多种芳基、硅基和胺基引入1,2-二胺结构中,包括环状、无环的三级和二级胺。最终得到的二胺被评估为β-二酮的不对称氟化反应催化剂,在水相中使用N-氟苯磺酰亚胺(NFSI)作为氟化试剂。尽管其产率与传统催化剂C1相当,但其对映选择性得到了显著提升,最高可达53% ee。
在不对称催化领域,手性1,2-二胺结构是设计不对称分子催化剂的关键模块,通常来源于天然氨基酸。为了适应更广泛的不对称反应需求,研究人员也尝试使用非天然氨基酸作为合成原料。例如,市售的L-叔丁基亮氨酸已被广泛用于合成手性催化剂。然而,大多数非天然氨基酸需要进行合成才能满足特定需求,而斯特雷克反应(Strecker reaction)是合成这类氨基酸的常用方法。然而,该反应通常涉及多步操作,且在大规模合成过程中难以获得高对映纯度。因此,寻找一种更高效、可扩展的合成方法成为研究的重点。
鉴于L-丝氨酸具有高对映纯度和商业可得性,研究人员将其作为合成手性1,2-二胺的起点,以实现对β位的结构修饰。通过格氏试剂引入多样化的芳基取代基,可以调节催化剂的立体和电子性质。例如,Misaki及其团队通过使用L-丝氨酸衍生的氮杂环丁烷中间体,开发了基于胍的催化剂。这一方法也已被其他研究团队应用于多种有机催化剂的设计中。此外,L-丝氨酸衍生的二胺分子中的β位羟基在催化过程中发挥重要作用,不仅能够通过氢键稳定过渡态,还能作为结构修饰的切入点。例如,通过烷基化β位羟基,可以优化催化剂的对映选择性。
在这一背景下,研究团队致力于开发一种新型的β,β-二芳基-β-硅氧基二胺催化剂,以进一步拓展其结构多样性。该催化剂的合成方法从L-丝氨酸衍生的氧杂环丁烷甲酯出发,通过与多种格氏试剂的反应引入不同的芳基取代基。随后,通过调整硅基化和胺化步骤的顺序,成功实现了对催化剂结构的多样化修饰。这一方法不仅提高了催化剂的合成效率,还使其能够适应不同的反应条件和需求。例如,通过使用不同的硅基化试剂(如三甲基硅基、叔丁基二甲基硅基、三乙基硅基和三异丙基硅基),可以有效引入硅基取代基,从而调节催化剂的立体环境和电子特性。
在合成过程中,研究团队发现当使用带有电子缺电子基团的芳基时,胺化反应可能会受到不利影响。例如,当使用3,5-(CF?)?-苯基作为芳基时,胺化反应未能顺利进行,反而形成了氧化四氢呋喃衍生物。为了解决这一问题,研究团队对合成路线进行了优化,将硅基化步骤提前,从而有效避免了副反应的发生。这一改进不仅提高了反应的选择性,还使得最终产物的产率得到了显著提升。
在合成过程中,研究团队还探索了不同胺基的引入方式。通过使用NaN?作为亲核试剂,在较低的反应温度下(60°C)实现了对芳基化合物的高效硅基化和氮化反应。随后,通过Staudinger还原反应(使用三苯基膦)引入了自由胺基,最终通过还原胺化反应将无环的三级胺基引入催化剂结构中。此外,研究团队还采用了一种逆向策略,通过氧化β位羟基生成醛中间体,再与一级胺进行还原胺化反应,从而引入二级胺基。这些策略不仅丰富了催化剂的结构多样性,还提高了其在不同反应条件下的适用性。
为了评估这些新型β,β-二芳基-β-硅氧基二胺催化剂的催化性能,研究团队将其应用于β-二酮的不对称氟化反应中。在这一反应体系中,NFSI被选为氟化试剂,其反应在水相中进行,符合绿色化学的原则。与传统催化剂C1相比,尽管产率相近,但新型催化剂的对映选择性显著提高,最高可达53% ee。这一结果表明,硅基化策略不仅能够调节催化剂的立体环境,还能有效提升其对映选择性。
在实际应用中,研究团队发现这些新型催化剂在多种反应条件下表现出良好的催化活性。例如,通过调整反应温度和催化剂浓度,可以进一步优化反应效率。此外,催化剂的结构多样性使其能够适应不同类型的底物,包括环状和无环的β-二酮衍生物。这一研究不仅为不对称催化提供了新的思路,还为未来开发更多类型的有机催化剂奠定了基础。
综上所述,β,β-二芳基-β-硅氧基二胺作为一种新型的1,2-二胺骨架,具有高度的结构可调性和催化活性。通过合理设计合成路线,研究人员成功实现了对催化剂结构的多样化修饰,从而显著提升了其在不对称反应中的对映选择性。这一研究不仅拓展了有机催化剂的设计范围,还为实现绿色化学和高效催化提供了新的可能性。未来的研究将进一步探索这些催化剂在其他不对称反应中的应用潜力,以期开发出更多具有实际应用价值的新型催化剂。
生物通微信公众号
生物通新浪微博
今日动态 |
人才市场 |
新技术专栏 |
中国科学人 |
云展台 |
BioHot |
云讲堂直播 |
会展中心 |
特价专栏 |
技术快讯 |
免费试用
版权所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
联系信箱:
粤ICP备09063491号