平面手性二茂鐵衍生物合成

二茂鐵化合物在材料化學(xué)、有機合成和藥物化學(xué)等領(lǐng)域起著重要作用。尤其是含有平面手性的二茂鐵類化合物，在不對稱氧化偶聯(lián)催化反應(yīng)中作為手性配體或者催化劑得到了廣泛研究，其中一些已經(jīng)在工業(yè)上實現(xiàn)了大規(guī)模應(yīng)用。因此，在二茂鐵骨架上發(fā)展高效引入平面手性的方法具有重要意義。

中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所金屬有機化學(xué)國家重點實驗室游書力小組一直致力于研究不對稱碳?xì)滏I官能團(tuán)化反應(yīng) (Asymmetric Functionalization of C–H Bonds, RSC: Cambridge, UK, 2015)。2013年，該課題組首次使用醋酸鈀和廉價易得的氨基酸Boc-l-Val-OH為催化體系，實現(xiàn)了二茂鐵底物和芳基硼酸的不對稱碳?xì)滏I芳基化反應(yīng)，以良好的收率和優(yōu)秀的對映選擇性構(gòu)建了平面手性芳基二茂鐵(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 86)。2014年，他們從簡單易得的二茂鐵底物出發(fā)，使用醋酸鈀和商業(yè)可得的(Ra)-BINAP為催化體系，實現(xiàn)了分子內(nèi)碳?xì)滏I芳基化反應(yīng)。對于不同的底物，反應(yīng)以優(yōu)秀的收率得到近光學(xué)純的平面手性二茂鐵化合物，即使催化劑用量降低至千分之五，反應(yīng)也能獲得99%收率和96% ee對映選擇性，該方法學(xué)也可用于平面手性配體的合成(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4841)。

最近，該小組通過使用醋酸鈀和Boc-l-Ile-OH為催化體系，成功地實現(xiàn)了第一例不對稱氧化交叉偶聯(lián)反應(yīng) (J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2544)，該反應(yīng)使用二茂鐵甲胺和富電子芳雜環(huán)為底物，經(jīng)過兩個碳?xì)滏I官能團(tuán)化過程，不需要對任何一個底物預(yù)官能團(tuán)化，就可以實現(xiàn)平面手性二茂鐵化合物高效、高對映選擇性合成。反應(yīng)以空氣為氧化劑，避免了金屬氧化劑的使用，符合綠色化學(xué)的理念。

值得注意的是，該反應(yīng)以專一的區(qū)域選擇性控制得到近光學(xué)純的平面手性二茂鐵化合物。該方法學(xué)為平面手性二茂鐵化合物的合成提供了一條高效的途徑，對于平面手性配體和催化劑的設(shè)計和合成具有重要的意義。該研究工作受到了美國化學(xué)會《化學(xué)與工程新聞》周刊 (Chemical &Engineering News)的關(guān)注，在3月14日出版的一期雜志中以Dual C–H/C–H asymmetric cross-coupling unveiled 為題對該工作進(jìn)行了介紹。

上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院和上海市科委的大力資助。

好了，相信到了這里，大家都了解這種通過不對稱氧化偶聯(lián)反應(yīng)合成平面手性二茂鐵衍生物的方法了吧！