Angew. Chem. :NHC-催化亚胺活化构建桥联轴手性联芳基化合物

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桥联轴手性联芳基骨架是一类重要的结构单元,广泛存在于天然产物、药物分子以及手性催化剂中(Figure 1a)。相比于常规的轴手性联芳基化合物,桥联轴手性联芳基化合物结构更复杂,其合成更具挑战性。其中最主要的挑战在于构建构象稳定的桥联联芳基骨架,从而克服产物易于消旋的难题。针对这一难题,目前的策略主要是向桥联体系中引入额外的手性中心,以此增大环的翻转能垒,从而获得具有稳定构型的轴手性联芳基化合物。相比而言,合成仅含单一手性元素的桥联轴手性联芳基化合物的报道较少(Figure 1b)。相关报道来自于手性磷酸或过渡金属催化合成螺旋手性分子以及手性方酰胺催化构建含九元环碳酸酯的桥联轴手性联芳基化合物(Figure 1c)。



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Figure 1: 桥联轴手性联芳基化合物的重要性及其合成研究

池永贵教授团队致力于在有机合成和绿色农药研发生产领域开展原创性的工作。近日,池永贵与课题组前成员,现湖南师范大学杨星教授合作报道了通过氮杂环卡宾催化活化原位生成的醛亚胺,经由分子内去对称化反应获得含有1,3-氧氮杂卓的桥联轴手性联芳基化合物; 新加坡科技研究局章兴龙博士对反应机理提供了计算支撑。反应历程如下:首先,卡宾与亚胺1加成形成aza-Breslow中间体I,这一中间体随后被氧化剂氧化成更缺电子的中间体II;中间II经由分子内去对称化形成最终产物并且循环催化剂(Figure 1d)。反应底物适用范围广,对于含供电子和吸电子取代基的不同底物,均能获得良好的收率以及优异的对映选择性(Figure 2)。

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Figure 2: 反应底物范围考察

反应实用性与合成应用方面,首先可以使用较低的催化剂负载量进行扩大反应(Figure 3a),基于产物可以经过保护、开环两步反应构建手性氨基酚化合物(Figure 3b)。其次,化合物2a通过一步转化即可获得新型手性亚磷酸酯配体5和6。值得注意的是,这类配体在钯催化的烯丙基{attr}3138{/attr}反应中显示出很好的催化活性和良好的手性诱导能力(Figure 3c)。

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Figure 3: 合成应用研究

机理研究方面,初步计算结果表明:(1) 卡宾催化剂上的五氟苯基与醛亚胺上的苯环有π-π堆积相互作用,从而稳定过渡态结构; (2) 计算结果支持主要构型产物的生成,计算结果与实验结果一致(Figure 4a)。此外,实验和计算均表明产物2a,2z和5具有较高的翻转能垒(Figure 4b),因此具有较好的构象稳定性。

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Figure 4: 决定对映选择性的反应过渡态模型及产物的翻转能垒测定

文信息

Atroposelective Access to 1,3-Oxazepine-Containing Bridged Biaryls via Carbene-Catalyzed Desymmetrization of Imines

Xing Yang,* Liwen Wei, Yuelin Wu, Liejin Zhou, Xinglong Zhang,* and Yonggui Robin Chi*


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202211977




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