北理工在Pd催化共軛二烯與吡唑的氫胺化反應(yīng)方面取得重要進(jìn)展
發(fā)布日期：2021-06-25 供稿：化學(xué)與化工學(xué)院
編輯：隆哲源 審核：王振華 閱讀次數(shù)：近日，北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院與化學(xué)與化工學(xué)院楊小會教授課題組與美國加州大學(xué)歐文分校(UC Irvine) Vy M. Dong教授課題組合作，在Pd催化共軛二烯與吡唑的不對稱氫胺化反應(yīng)方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)結(jié)果以“Enantioselective Addition of Pyrazoles to Dienes”為題，在國際頂級化學(xué)期刊《 Angewandte Chemie International Edition 》上在線發(fā)表(DOI: 10.1002/anie.202105679)。北京理工大學(xué)為第一通訊單位，楊小會教授為第一通訊作者。本研究得到北京理工大學(xué)“高層次人才科研啟動計劃”項目的資助。
圖1. 吡唑不對稱氫胺化反應(yīng)配體的篩選
吡唑是很多藥物和生物活性化合物的核心骨架，將吡唑直接加成到雙鍵上是一種原子經(jīng)濟(jì)性的構(gòu)筑C-N的方法。在共軛二烯的不對稱氫胺化反應(yīng)中，苯胺、仲胺以及伯胺已取得了重要進(jìn)展，然而吡唑由于親核性較低，一直以來無法實現(xiàn)其不對稱氫胺化反應(yīng)。作者采用Pd為催化劑，以MeO-BIPHEP為手性配體(L8)，以高收率和高選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物，首次實現(xiàn)了吡唑的不對稱氫胺化反應(yīng)(圖1)。
圖2. 唑類不對稱氫胺化反應(yīng)底物適用范圍
圖3. 共軛二烯不對稱氫胺化反應(yīng)底物適用范圍
在優(yōu)化的條件下，作者考察了各種類型的吡唑(圖2)，包括烴基吡唑、鹵代吡唑、氰基吡唑、酯基吡唑和硼酸酯基吡唑等。此外，其他唑類如苯并三唑、吲唑以及咪唑等也適用于該反應(yīng)。對于共軛二烯底物(圖3)，烴基苯環(huán)、呋喃、噻吩、環(huán)己二烯、異戊二烯以及月桂烯等取代基都具有較好的耐受性。
圖4. 可能的反應(yīng)機(jī)理
最后作者在一系列機(jī)理實驗研究的基礎(chǔ)之上，提出該反應(yīng)機(jī)理是通過Pd催化的配體到配體的氫轉(zhuǎn)移(ligand-to-ligand hydrogen transfer，LLHT)過程(圖4)，而非傳統(tǒng)的金屬-負(fù)氫中間體過程。
綜上所述，研究者發(fā)展了共軛二烯與吡唑的對映選擇性氫胺化反應(yīng)。該反應(yīng)可以在室溫下，以優(yōu)異的區(qū)域選擇性和對映選擇性獲得仲和叔烯丙基吡唑。不同于以前的氫胺化反應(yīng)機(jī)理，該反應(yīng)的機(jī)理則是通過Pd催化的配體到配體的氫轉(zhuǎn)移。這種氫胺化反應(yīng)具有較好的官能團(tuán)兼容性，并拓展了共軛二烯的氫官能化反應(yīng)研究。
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