Асимметричный 1,4

Nature Communications, том 13, номер статьи: 5036 (2022) Цитировать эту статью

9760 Доступов

11 цитат

4 Альтметрика

Подробности о метриках

За последнее десятилетие слияние фоторедокс-катализа и катализа переходными металлами превратилось в надежную платформу в органическом синтезе. Стереоселективная 1,4-функционализация 1,3-енинов, распространенных синтонов в синтетической химии, может дать ценные хиральные производные алленов. Однако огромные усилия были сосредоточены на изучении ионного пути реакции. Асимметричная 1,4-функционализация 1,3-енинов с участием радикалов остается серьезной проблемой. Здесь мы описываем асимметричное трехкомпонентное 1,4-диалкилирование 1,3-енинов посредством двойного фотоокислительно-восстановительного и хромового катализа с получением хиральных алленолов. Этот метод отличается легкодоступными исходными материалами, широким спектром субстратов, хорошей совместимостью функциональных групп, высокой региоселективностью и одновременным контролем аксиальной и центральной хиральности. Механистические исследования показывают, что эта реакция протекает по окислительно-восстановительно-нейтральному пути с участием радикалов.

1,3-энины служат классом фундаментальных строительных блоков с разнообразными моделями реактивности, включая 1,2-, 3,4- и 1,4-функционализацию1,2,3,4. В частности, асимметричная 1,4-функционализация 1,3-енинов обеспечивает быстрый доступ к хиральным алленам, которые не только широко встречаются в натуральных продуктах и ​​фармацевтических препаратах5,6, но также представляют собой один из наиболее универсальных строительных блоков для синтеза сложных молекул7. ,8. Различные комплексы переходных металлов (TM = Pd, Cu, Rh, Sc и т. д.) оказались способны достигать асимметричной 1,4-функционализации 1,3-енинов, включая гидросилилирование9,10, гидроборилирование11, гидроаминирование12, гидрокарбонизацию13 ,14,15, дикарбонизация16 и др.17,18,19. Эти превращения обычно протекали по ионному пути с алленильными или гомоалленильными металлическими интермедиатами и в основном образовывали только одну аксиальную хиральность (рис. 1а)3. С другой стороны, радикальная 1,4-функционализация 1,3-енинов через алленильные или пропаргильные радикалы в последнее время привлекла большое внимание20,21,22,23,24,25,26,27,28,29, но лишь ограниченное. успех был достигнут в их асимметричных версиях. В 2020 году группы Бао и Чжана30 и группа Лю31 независимо друг от друга сообщили об элегантном катализируемом медью энантиоселективном синтезе хиральных алленов посредством радикальной 1,4-дикарбонизации 1,3-енинов. По сравнению с ионным путем эти радикальные реакции могли протекать в мягких условиях и образовывать плотнофункционализированные комплексы многокомпонентным путем, что расширяло химическое пространство для функционализации 1,3-енинов. Таким образом, дальнейшее исследование новых моделей реакций с участием радикалов может облегчить эффективный доступ к ценным хиральным алленам.

а Асимметричная 1,4-функционализация 1,3-енинов, катализируемая переходными металлами. б Эта работа: радикальная 1,4-функционализация 1,3-енинов двойным фотоокислительно-восстановительным и хромовым катализом. Предшественники рад-алкильных радикалов.

Реакция Нодзаки-Хиямы-Киши32 является одним из наиболее надежных подходов к построению связей C-C, имеющих различные применения в химии синтеза33,34,35,36. Однако обычные реакции NHK обычно ограничиваются восстановительными процессами, и для включения каталитического цикла хрома необходимо использовать стехиометрические количества металлических восстановителей и сильных кислот Льюиса (например, хлорсиланы и реагент Шварца)33. Недавние достижения в области двойного фотоокислительно-восстановительного и хромового катализа37,38,39,40,41,42 сделали возможным редокс-нейтральные реакции NHK43,44,45,46. Однако фотокаталитические превращения ограничиваются асимметричным аллилированием, о чем сообщили группа Glorius47, группа Kanai48,49. Насколько нам известно, асимметричная радикальная 1,4-функционализация 1,3-енинов посредством слияния фотоокислительно-восстановительного и хромового катализа остается недостаточно развитой.

В ходе наших продолжающихся исследований в реакциях с участием радикалов, катализируемых Cr50, мы ожидаем, что пропаргильный радикал, который находится в равновесии с алленильным радикалом, может быть захвачен хиральным комплексом хрома, и последующее нуклеофильное присоединение к альдегиду дает энантиообогащенные продукты ( рис. 1а, внизу). Для достижения этой цели необходимо решить несколько задач: (1) контроль региоселективности 1,4-функционализации по сравнению с 1,2-функционализацией; (2) правильный выбор радикальных предшественников и фотокатализаторов для поддержания каталитического цикла; (3) ингибирование быстро протекающих побочных реакций со стороны реакционноспособных радикальных промежуточных продуктов или хроморганических комплексов.