鈷催化立體選擇性還原偶聯(lián)反應(yīng)：5?7元手性氮雜環(huán)的構(gòu)建

【資料圖】

近日，北京大學(xué)深圳研究生院周建榮研究員課題組報(bào)道了鈷催化的鹵代二烯與芳基、烯基鹵化物的選擇性交叉還原偶聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了一系列含氮雜環(huán)的立體選擇性合成，不對(duì)稱(chēng)構(gòu)建了新的季碳手性中心（見(jiàn)下圖）。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊Journal of the American Chemical Society（DOI: 10.1021/jacs.3c02829）。其中多取代的五元吡咯烷和六元哌啶是小分子藥物分子中的常用結(jié)構(gòu)骨架，藥物例子包括硝苯哌啶、帕羅西汀和西沙必利等。七元氮卓環(huán)也是一些藥物的核心結(jié)構(gòu)。（來(lái)源：Journal of the American Chemical Society）作者開(kāi)發(fā)了Pyrox鈷催化劑，有效促進(jìn)了非共軛碘二烯的立體選擇性環(huán)化還原偶聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)物骨架包括5-7元雜環(huán)如派啶、吡咯烷和氮卓衍生物，高立體選擇性建立新的季碳中心。偶聯(lián)試劑包括（雜）芳基碘化物和烯烴基溴化物（下圖）。（來(lái)源：Journal of the American Chemical Society）從反應(yīng)機(jī)理上講，實(shí)現(xiàn)此類(lèi)反應(yīng)的主要挑戰(zhàn)在于兩種有機(jī)鹵化物之間實(shí)現(xiàn)交叉選擇性成鍵。作者們通過(guò)機(jī)理研究，發(fā)現(xiàn)有機(jī)鹵化物的交叉選擇性源自催化過(guò)程中生成的烷基一價(jià)鈷物種（見(jiàn)下圖）與芳基、烯基鹵化物選擇性發(fā)生碳-碳偶聯(lián)反應(yīng)。此工作的實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究由博士生馬趙銘?yīng)毩⑼瓿伞＃▉?lái)源：Journal of the American Chemical Society）吳云東院士課題組的博士生續(xù)文強(qiáng)在本課題研究中，用DFT計(jì)算對(duì)環(huán)化關(guān)鍵步進(jìn)行探索，揭示了手性配體如何誘導(dǎo)不對(duì)稱(chēng)環(huán)化過(guò)程。在四個(gè)過(guò)渡態(tài)中，兩個(gè)反式結(jié)構(gòu)的遷移烯基基團(tuán)在配體惡唑啉的反位，惡唑啉的供電性比吡啶更強(qiáng)。兩個(gè)反式結(jié)構(gòu)的Gibbs自由能比兩個(gè)順式結(jié)構(gòu)低約2 kcal mol^-1。在兩個(gè)反式過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu)中，椅狀過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu)（插入勢(shì)壘為15.9 kcal mol^-1）比扭船狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定（下圖）。（來(lái)源：Journal of the American Chemical Society）文章鏈接：Cobalt-Catalyzed Enantioselective Cross-Electrophile Couplings: Stereoselective Syntheses of 5–7-Membered Azacycles. Zhaoming Ma, Wenqiang Xu, Yun-Dong Wu, Jianrong Steve Zhou. J. Am. Chem. Soc.2023,ASAP DOI: 10.1021/jacs.3c02829課題組今年也報(bào)道了馬趙銘博士研究的另兩個(gè)工作，金屬鈀催化的鹵代二烯與炔烴、含氮雜芳環(huán)的立體選擇性交叉偶聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了一系列含氮雜環(huán)的立體選擇性高效構(gòu)建。文章鏈接：Enantioselective Domino Alkenylation-Heteroarylation of Olefins: Stereoselective Syntheses of 5-7 Membered Azacycles. Zhaoming Ma, Lantian Sun, Jianrong Steve Zhou.Chem. Sci.2023,14, 3010-3017. DOI: 10.1039/d2sc07117g文章鏈接：Catalytic Enantioselective Domino Alkenylation-Alkynylation of Alkenes: Stereoselective Syntheses of 5-7 Membered Azacycles and Carbocycles. Zhaoming Ma, Lantian Sun, Jianrong Steve Zhou. Science China Chemistry,2023,66, pages1701–1706, /10.1007/s11426-023-1552-0感謝如下機(jī)構(gòu)的基金支持：國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)（NSFC 22271007；NSFC 21933004）、北京大學(xué)深圳研究生院、省部共建腫瘤化學(xué)基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳灣實(shí)驗(yàn)室和上海市手性藥物分子工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。周建榮副教授在新加坡國(guó)立大學(xué)Teck-Peng Loh教授課題組完成本科和碩士學(xué)位（1994-2000年）, 其后在麻省理工學(xué)院師從 Gregory C. Fu教授攻讀博士學(xué)位（2005年）。在John F. Hartwig教授課題組從事博士后研究（耶魯大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)香檳分校，2005-2008年）。2008年任新加坡南洋理工大學(xué)助理教授（由新加坡國(guó)家研究基金會(huì)支持）。2019年全職加入北京大學(xué)深圳研究生院。研究興趣包括過(guò)渡金屬催化的基元成鍵反應(yīng)，例如立體選擇性Heck反應(yīng)、不對(duì)稱(chēng)碳-碳偶聯(lián)反應(yīng)以及鎳催化的轉(zhuǎn)移氫化反應(yīng)。已在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》和《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》發(fā)表了35篇通訊論文，共發(fā)表研究論文81篇，總引用數(shù)5600。作為通訊作者，已在化學(xué)雜志Journal of the American Chemical Society和Angewandte Chemie發(fā)表35篇研究論文。周建榮研究員課題組網(wǎng)址:/stevezhou/

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