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廈門大學(xué)葉龍武教授課題組基于炔烴轉(zhuǎn)化的雜環(huán)合成方法學(xué)研究進展

來源:廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院      2025-05-19
導(dǎo)讀:廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院葉龍武教授課題組與浙江大學(xué)洪鑫教授課題組合作在基于炔烴轉(zhuǎn)化的雜環(huán)合成方法學(xué)研究方面取得重要進展,相關(guān)成果以“Ligand-controlled divergent asymmetric C(sp3)?H and C(sp3)?O insertion via vinyl cations”為題近日發(fā)表于Nature Communications (2025, 16, 4107)。

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含氧化合物的C-H鍵和C-O鍵的催化不對稱轉(zhuǎn)化已成為有機合成中的重要工具。其中,涉及卡賓或類卡賓的不對稱C(sp3)-H鍵插入和C(sp3)-O鍵插入是近年來該領(lǐng)域的一大研究熱點。相對于1,5-C-H插入反應(yīng),1,6-C-H插入因經(jīng)歷七元環(huán)過渡態(tài)其不對稱插入反應(yīng)極具挑戰(zhàn)。另外,在以含氧分子為底物的1,6-C-H插入反應(yīng)中,相關(guān)的Stevens重排反應(yīng)會同時發(fā)生,即通過氧鎓葉立德中間體生成形式C-O插入產(chǎn)物,從而導(dǎo)致1,6-C-H插入和形式C-O插入反應(yīng)的化學(xué)選擇性難以控制。迄今為止,由相同含氧分子為起始原料,可控地實現(xiàn)高化學(xué)和對映選擇性的1,6-C-H插入及Stevens重排反應(yīng)尚未見報道。

近日,葉龍武教授課題組基于其先前有關(guān)手性銅催化二炔環(huán)化反應(yīng)的研究基礎(chǔ)(J. Am. Chem. Soc. 2019141, 16961; J. Am. Chem. Soc.2020142, 7618; Chem. Sci.202112, 9466; Angew. Chem. Int. Ed.202261, e202115554; Angew. Chem. Int. Ed.202261, e202210637; Nat. Commun.202314, 7058; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303670; Chem. Sci. 202314, 3493; Sci. Adv. 202410, eadq7767; Nat. Commun. 202415, 2232; Nat. Commun. 202415, 9227; Angew. Chem. Int. Ed.202463, e202411709; Angew. Chem. Int. Ed. 202564, e202418254),以縮醛取代的1,5-二炔為底物,廉價金屬Cu(I)作為催化劑,通過不同手性SaBOX配體的調(diào)控,經(jīng)二炔環(huán)化產(chǎn)生的烯基陽離子可被縮醛上不同親核反應(yīng)位點選擇性捕獲,從而可控地實現(xiàn)不對稱C(sp3)-H鍵插入和形式C(sp3)-O鍵插入反應(yīng),以高區(qū)域選擇性和高對映選擇性構(gòu)建系列手性螺環(huán)和稠環(huán)吡咯化合物。該反應(yīng)具有以下特點:1)首例基于配體調(diào)控實現(xiàn)的不對稱多樣性插入反應(yīng);2)首例基于非重氮路徑實現(xiàn)的不對稱1,6-C(sp3)–H插入反應(yīng);3)首例基于非重氮路徑實現(xiàn)的卡賓對縮醛的不對稱插入反應(yīng);4反應(yīng)具有良好的底物普適性,高區(qū)域選擇性和高對映選擇性;5)理論計算進一步明析了該類可控不對稱反應(yīng)機理、化學(xué)選擇性和對映選擇性的控制模式。

該研究工作主要由葉龍武教授課題組2022級博士生黎翠婷完成,并得到課題組其他研究生和本科生協(xié)助,理論計算部分由浙江大學(xué)洪鑫教授課題組完成。特別感謝魏贊斌工程師協(xié)助完成單晶測試。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委(2212510822121001、22331004)的資助。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-59328-7


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