【有机】有机硫醚催化在不对称亲电碘化反应中的应用- 大数跨境

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2022-10-17

导读：中山大学赵晓丹教授课题组发现利用他们发展的双官能催化剂可以解决不对称亲电碘化反应的问题

亲电试剂促进的不对称反应可在温和条件下将一个或多个官能团引入到母体分子中，为手性分子的构建提供了一种理想的方法。然而，由于亲电物种反应性问题、手性中间体外消旋化问题以及手性催化剂骨架的限制问题，该领域存在诸如底物、亲电试剂和亲核试剂范围狭窄以及反应类型局限等的局限性。

为了克服其局限性，中山大学赵晓丹教授课题组发展了一类基于茚满骨架的双官能手性Lewis碱性芳基硫属化合物催化剂。该类催化剂应用在亲电试剂促进的不对称反应中起到优良效果。代表性的催化剂如图1所示。该类催化剂合成不复杂、容易调节，例如：（1）可通过改变催化剂中的氨基保护基为不同的反应提供合适的氢键供体；（2）可通过在芳基上引入不同的取代基来灵活调控催化剂的空间位阻及硒/硫原子的Lewis碱性从而改善反应的反应性和对映选择性。除此之外，该类催化剂的茚满骨架上的胺基和芳硒/芳硫基处于五元环的上下两侧能够形成良好的手性口袋，适应不同的底物。得益于这些有利条件，利用这类新型催化剂实现了诸如亲电三氟甲硫基试剂、亲电长链烷硫基试剂、亲电芳硫基试剂、亲电氯化试剂、亲电溴化试剂的活化，进而实现了烯烃、炔烃、芳烃等不饱和化合物的不对称亲电官能团化反应，高效构建了难以构建的具有碳中心手性、磷中心手性、轴手性的手性分子（Acc. Chem. Res. 2022, 55, 2439）。

图1. 代表性的基于茚满骨架的手性芳基硫属化合物催化剂

除了上面提及的亲电硫化、氯化和溴化反应外，亲电碘化也是亲电反应中的一个重要分支。特别地，烯烃的亲电碘化官能团化在过去几十年里受到了较多关注。一方面，这种转化可通过在温和条件下在烯烃双键上同时引入碘原子和另一个官能团，以直接获取官能化的烷基碘化分子。众所周知，烷基碘化分子具有重要意义，不仅存在于海洋天然产物等活性分子中，还可以很容易地被转化为高价值的复杂分子。另一方面，这类由亲电碘物种所引发的反应，为其他亲电试剂难以实现的挑战性转化提供了可能。尽管具有众多优点，该领域中大部分研究关注于烯烃的分子内环化反应，通过将外源亲核试剂引入烯烃的分子间不对称碘化反应的研究有待进一步探索。

近日，该课题组发现利用他们发展的双官能催化剂可以解决不对称亲电碘化反应的问题，如利用基于茚满骨架手性双官能硫醚催化剂，通过亲电碘物种控制的策略，实现了γ,γ-双取代烯丙基磺酰胺和1,1-双取代烯丙基磺酰胺的不对称分子间的亲电碘化双官能团化反应（如图2）。通过该方法，可实现手性叔烷基醚、叔烷基氟化物、叔烷基叠氮化物的高效构建。所得的碘化产物可通过重排或取代反应转化为高价值的α-芳基酮、手性二级胺、氮杂环丙烷等手性分子。机理研究表明手性硫醚催化剂在控制该碘化反应的反应性和立体选择性上具有非常重要的作用。

图2. 手性硫醚催化的不对称分子间亲电碘化反应

这一成果发表在近期的J. Am. Chem. Soc.上。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Asymmetric Intermolecular Iodinative Difunctionalization of Allylic Sulfonamides Enabled by Organosulfide Catalysis: Modular Entry to Iodinated Chiral Molecules

Lihao Liao, Xinru Xu, Jieying Ji, and Xiaodan Zhao*

J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 16490–16501, DOI: 10.1021/jacs.2c05668

导师介绍

赵晓丹

https://www.x-mol.com/university/faculty/15401