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可见光参与的叔胺和简单酮的不对称脱氢偶联

来源: X-MOL 2017-08-08 11:52:40

直接活化C(sp3)-H键实现化学键构筑的策略由于不需要预活化，已经成为复杂分子合成的高效策略，而羰基α位不对称交叉偶联反应更是立体选择性C-C键构筑的重要手段。最近，中国科学院化学所的罗三中研究员（点击查看介绍）课题组与中国科学院理化所的吴骊珠研究员（点击查看介绍）课题组合作，将伯叔二胺催化剂、光催化剂和钴催化剂相结合，成功实现了简单酮α位和叔胺α位的不对称C-C键构筑。

简单酮α位和叔胺α位的不对称C-C键构筑在此前已有相关的报道，但由于这类反应本质上是氧化偶联过程，反应过程中需要化学计量甚至过量的氧化剂以及各种添加剂，反应相对条件苛刻。同时，如何保持强氧化条件下催化剂的稳定性也是一个具有挑战性的问题（图1A）。基于此，罗三中研究员课题组发展了结合伯叔二胺催化剂、光催化剂、钴催化剂的协同催化策略（图1B）。催化量的间硝基苯甲酸在反应过程中不仅作为质子和电子的受体，同时作为弱酸添加剂加速反应中烯胺的形成和水解过程。该策略还首次实现了简单酮α位和叔胺α位的不对称脱氢偶联过程中的顺式选择性（此前的报道都是反式选择性），底物的适用范围广泛，具有很好的对映和非对映选择性。

图1. A）简单酮α位和叔胺α位的不对称氧化偶联反应；B）光参与的不对称交叉偶联反应

在最优条件下，作者对底物的适用范围进行了考察。不同取代的四氢异喹啉底物和环己酮都具有很好的反应活性，他们通过X射线单晶衍射实验确定了产物的绝对构型。

这一策略也不局限于环己酮类底物，不同简单酮类底物都取得了较好的产率、对映选择性和非对映选择性。

对于取代的环己酮类底物，反应也能以高立体选择性得到多手性中心的产物。特别是远端手性中心立体选择性的控制为高效构筑多种复杂分子提供了有效的策略。

实验表明自由基捕获剂（TEMPO, BHT）对反应的结果并没有太大的影响，因此反应很可能没有经历自由基过程。高分辨质谱捕获得到亚铵阳离子中间体6的生成，同时分步实验表明原位形成的亚铵阳离子6可以进一步与酮类底物反应得到目标产物（图5C）。因此，反应过程中C-C键的形成可能是决速步。荧光淬灭实验表明，只有Co(dmgH)2Cl2 能有效淬灭激发态的[Ru(bpy)3]2+，因此反应首先经历了[CoIII]对激发态光催化剂的氧化淬灭过程。

有机化学

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