上海有機所在不對稱1,5-共軛加成反應(yīng)研究中獲進展
軍工資源網(wǎng) 2022年11月23日 中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所天然產(chǎn)物有機合成化學(xué)重點實驗室何智濤課題組致力于不對稱催化合成和生命小分子修飾等領(lǐng)域。近期，該課題組在《德國應(yīng)用化學(xué)》上，在線發(fā)表了題為Umpolung Asymmetric 1,5-Conjugate Addition via Palladium Hydride Catalysis的研究論文。該工作利用鈀氫催化策略，發(fā)展了一類新穎的極性反轉(zhuǎn)的1,5-共軛加成反應(yīng)，突破了過往認為的只有底物電性匹配的1,6-加成才具有可行性的觀念。
近年來，過渡金屬催化的不對稱η3-取代已成為構(gòu)建手性片段的重要手段。前期，何智濤課題組圍繞該領(lǐng)域相繼發(fā)展了一系列不對稱催化轉(zhuǎn)化策略（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 7285.；Nat. Commun. 2021, 12, 5626.；Nat. Synth. 2022, doi.org/10.1038/s44160-022-00176-4）。以此為基礎(chǔ)，該課題組進一步拓展相關(guān)策略的應(yīng)用范圍。不同于經(jīng)典的親核性1,6-共軛加成反應(yīng)，不飽和羰基化合物的親核1,5-共軛加成反應(yīng)由于底物電性上的不匹配，需要克服巨大的反應(yīng)能壘，被認為是不可行的過程。同時，反應(yīng)面臨多種競爭性的副反應(yīng)，包括1,2-加成、1,4-加成和1,6-加成等。因此，如何實現(xiàn)區(qū)域選擇性和立體選擇性的1,5-加成反應(yīng)是亟待解決的難題。何智濤課題組設(shè)想了鈀氫催化的極性反轉(zhuǎn)的策略，即通過鈀氫催化劑和烯烴發(fā)生遷移插入，形成π-烯丙基鈀中間體，并串聯(lián)親核試劑的烯丙基取代，從而有望實現(xiàn)該1,5-加成歷程。
研究利用鈀氫催化的1,5-共軛加成并結(jié)合分子間的[3+2]環(huán)化，可高效構(gòu)建出一系列光學(xué)活性的多取代四氫呋喃環(huán)骨架。同時，通過發(fā)展鈀/有機催化協(xié)同控制模式，研究實現(xiàn)了1,5-共軛加成/分子內(nèi)[3+2]環(huán)化的串聯(lián)歷程，一步構(gòu)建了手性的二氫呋喃環(huán)片段。課題組進一步利用非共軛的不飽和酯為底物，實現(xiàn)了遷移1,5-共軛加成反應(yīng)，進一步證實了該策略的可行性和普適性。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金、上海市科學(xué)技術(shù)委員會、上海有機所、中科院天然產(chǎn)物有機合成化學(xué)重點實驗室的支持。
圖1.極性反轉(zhuǎn)的1,5-加成反應(yīng)
圖2.底物范圍