开发取代环丙基骨架构建策略对于药物分子和天然产物合成具有重要意义。例如，在药物分子中引入环丙基骨架往往可以增强药效、代谢稳定性或者降低脱靶率等。金属-氢物种（M-H）催化环丙烯氢烷基化是合成烷基取代环丙烷的一类有效方法。铜-氢（Cu-H）和镍-氢（Ni-H）物种催化环丙烯氢烷基化反应对底物的结构有一定要求，如限制于烯丙基亲电试剂或导向性酰基取代环丙烯底物。发展金属-氢物种催化体系，实现非导向性环丙烯和非活化烷基亲电试剂的偶联反应，并实现面式选择性（非对映选择性）和对映选择性的双重控制，具有挑战性。
中国科学技术大学的傅尧、陆熹等长期从事物理有机化学和绿色合成化学研究，在镍-硅氢催化体系创制（Nat. Commun. 2016, 7, 11129）、镍-氢催化烯烃氢烷基化区域和对映选择性多样性调控（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 214; Nat. Commun. 2021, 12, 1313; CCS Chem. 2022, 4, 605; Nat. Commun. 2022, 13, 1890; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202205537; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 10411）以及开拓低价钴-氢催化体系突破辅助基团限制（Nat. Catal. 2021, 4, 901; J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 13961）方面取得系列进展。近日，傅尧、陆熹利用钴-氢体系实现了环丙烯非导向面式选择性氢烷基化反应。该反应可以在没有导向基团辅助的情况下实现较好的面式选择性控制。
图1、钴催化环丙烯氢烷基化反应
反应具有优秀的官能团兼容性，适用于药物分子及天然产物后期修饰。使用膦-噁唑啉配体，该反应在兼顾产率和面式选择性的同时，可以实现较好的对映选择性控制。
图2、底物范围
图3、自由基实验及氘代实验
自由基钟和自由基捕获实验表明，该反应可能经历烷基卤化物自由基活化过程。氘代实验表明，钴-氢物种对烯烃顺式插入且不可逆。催化剂络合物合成及相关谱学实验表明，反应过程中可能产生Co(I)H物种。
图4、催化剂的表征和钴氢信号的捕获
在该项工作中，傅尧、陆熹等利用低价钴-氢催化体系实现了非导向性环丙烯非对映选择性氢烷基化，具有较好的不对称催化潜力，为合成多取代环丙烷提供了新方案。
论文信息
Cobalt-Catalyzed Facial-Selective Hydroalkylation of Cyclopropenes
Zhi-Lin Zhang, Zhen Li, Yuan-Tai Xu, Lu Yu, Jian Kuang, Yan Li, Jia-Wang Wang, Changlin Tian, Xi Lu*, Yao Fu*
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202306381
点击左下角 “ 阅读原文 ” ，可直达阅读该论文原文。
Angewandte Chemie International Edition
《德国应用化学》(Angewandte Chemie)创刊于1888年，是德国化学学会（GDCh）的官方期刊并由Wiley–VCH出版。作为化学领域的权威期刊，《德国应用化学》涵盖了化学研究的各个领域，刊发包括新闻、综述、观点、通讯、研究论文等在内的各种内容。
更多精选文章
