上海有機所金屬銥催化的不對稱烯丙基取代反應研究獲進展

　　最近十年來，金屬銥催化的不對稱烯丙基取代反應逐漸發展成一種高效地構建碳–碳鍵與碳–雜原子鍵的方法：從單邊取代的烯丙基碳酸酯底物出發，可以高效率、高對映選擇性地得到支鏈烯丙基取代產物。Feringa類亞磷酰胺配體是目前該類反應中最常使用的手性配體。然而，該反應的底物普適性還比較有限，特別是在烯丙基底物方面存在著一種“鄰位不利效應”，即當使用苯環鄰位帶有取代基的肉桂碳酸酯底物時，反應的收率和對映選擇性一般都會有明顯的降低。

　　2009年，中國科學院上海有機化學研究所游書力研究員課題組從2-甲基四氫喹啉出發，設計合成了一種新型的N-芳基亞磷酰胺配體（L1），能夠有效地克服“鄰位不利效應”。苯環鄰位帶有取代基的肉桂碳酸酯底物在吲哚3-位的不對稱烯丙基烷基化反應中都能取得很好的結果（Synthesis 2009, 2076-2082.）。此外，該配體還被成功地應用于吲哚和吡咯的不對稱烯丙基去芳構化反應中，高收率、高立體選擇性地構建在天然產物和藥物活性分子中廣泛存在的手性螺環骨架（J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 11418-11419. Chem. Sci., 2012, 3, 205-208）。

　　最近，該小組研究人員通過理論計算和實驗研究發現，與傳統的Feringa類配體不同，配體L1在金屬銥的作用下在四氫喹啉環的8-位發生芳基碳氫鍵活化所形成的環銥物種是不對稱烯丙基取代反應中真正的活性催化物種。該物種在空間結構上與Feringa類配體參與反應時所形成的活性物種不同，具有相對較大的手性反應空腔，因而能夠容納大位阻的含有鄰位取代基的肉桂碳酸酯底物進行反應。進一步研究表明，金屬銥催化的不對稱烯丙基取代反應的對映選擇性不是由親核試劑進攻π-烯丙基銥中間體的面選擇性控制，而是由endo和exo兩種構型的π-烯丙基銥中間體的形成速度差異所決定。

　　這部分工作以全文的形式在《美國化學會志》發表（J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 4812-4821）。

　　該研究獲得中國科學院、國家自然科學基金委和科技部的資助。

金屬銥催化的不對稱烯丙基取代反應