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Angew. Chem. :炔烃的不对称膦氢化反应构建苯乙烯-膦轴手性化合物

含膦的手性化合物由于其特殊的电性和配位能力,在过渡金属催化和有机小分子催化转化中一直起着非常重要的作用。在已经开发的大量含膦手性配体中,包含了中心手性、平面手性和轴手性配体。其中,轴向手性膦配体作为最强大和最广泛使用的配体类别,在不对称催化领域中占据了突出地位。为了满足合成化学持续不断增长的需求,化学家一直致力于以更有效简捷的方法获得高对映选择性的轴手性膦化合物,为开发新型手性膦配体骨架提供新思路和新方法。


近些年,出现了大量关于烯烃-芳烃键手性轴的特殊轴向手性烯烃的合成研究,而该类型的轴手性膦配体却鲜有报道。另一方面,尽管过渡金属钯、铜、镍等催化的不饱和键的不对称膦氢化反应已经有报道,但是有机小分子催化的炔烃的膦氢化反应还有待开发。为了实现这一骨架轴手性膦配体的高效便捷合成,香港浸会大学-南方科技大学汪君课题组、南方科技大学谭斌课题组和杭州师范大学杨丽敏课题组联合报道了一种手性膦酸和金属铜盐协同催化的不对称膦氢化反应,实现了苯乙烯型轴手性膦化合物的高效合成。



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作者首先选用1-叔丁基炔-2-萘酚和二苯基膦氧为模版底物对催化剂、添加剂和反应条件进行了筛选优化。发现使用螺环手性膦酸和溴化亚铜催化体系,可实现手性苯乙烯型膦化物的高对映选择性合成(96% 收率,96% ee)。在此基础上,作者进一步对底物的适用范围进行了拓展,结果表明该反应对各种取代基的1-炔-2-萘酚均有很好的结果,无论是吸电子还是缺电子基团,都取得了优异的对映选择性。

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作者进一步对不同的二芳基氧膦也进行了研究,该反应对不同取代基的二取代的氧膦都有很好的兼容性。除了二芳基氧膦,二苄基氧膦在该体系中同样也取得了优异的对映选择性。此外,作者还尝试了用消旋化的含有不同取代基的膦手性二芳基氧膦底物,尽管没有非对映选择性,依然取得了良好的对映选择性。

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为了进一步展现该反应的实用性,作者进行了克级反应,并且对产物进行了一系列的衍生化研究,实现光学纯的含膦苯乙烯型轴手性化合物的多样性制备。这些光学纯的苯乙烯-膦化合物作为潜在的轴手性单膦配体,可以拓展现有的手性膦催化剂,为开发新型手性膦配体骨架提供新思路和新方法。

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为了解释手性膦酸催化的反应机理和铜盐的作用,作者进行了一系列的控制实验,发现铜盐的加入对反应的收率和对映选择性的提高具有重要的作用。随后,作者又进行了DFT的理论计算,进一步支持了这一结论。在形成(S)-VQM中间体后,铜盐的加入显著的降低了膦原子进攻VQM中间体的能垒。在TS2-CuCl2中,铜的中心四个配位点被两个氯原子和两个氧原子占据,促进了新的氢键形成,从而显著的降低了反应的能垒,使得反应可以高效的进行。

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文信息

Asymmetric Hydrophosphinylation of Alkynes: Facile Access to Axially Chiral Styrene-Phosphines

Baohua Cai, Yuan Cui, Jian Zhou, Dr. Yong-Bin Wang, Prof. Dr. Limin Yang, Prof. Dr. Bin Tan, Prof. Dr. Jun (Joelle) Wang

文章的第一作者是南方科技大学硕士生蔡保华和博士生崔源

文章的通讯作者是汪君,谭斌和杨丽敏教授


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202215820




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