铑催化 – 新利18网址 //www.gsbet888.com Sun, 11 Aug 2024 13:02:30 +0000 en-US hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.5.5 134510799 ACS Catal.：铑催化1-芳基异喹啉的阻转选择性C−H硒化反应 //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2024/08/acs-catal-%ef%bc%9a%e9%93%91%e5%82%ac%e5%8c%961-%e8%8a%b3%e5%9f%ba%e5%bc%82%e5%96%b9%e5%95%89%e7%9a%84%e9%98%bb%e8%bd%ac%e9%80%89%e6%8b%a9%e6%80%a7c%e2%88%92h%e7%a1%92%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94.html //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2024/08/acs-catal-%ef%bc%9a%e9%93%91%e5%82%ac%e5%8c%961-%e8%8a%b3%e5%9f%ba%e5%bc%82%e5%96%b9%e5%95%89%e7%9a%84%e9%98%bb%e8%bd%ac%e9%80%89%e6%8b%a9%e6%80%a7c%e2%88%92h%e7%a1%92%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94.html#respond CS editor Thu, 08 Aug 2024 00:58:00 +0000 研究论文介绍 硒化 铑催化 阻转选择性 //www.gsbet888.com/?p=50735 作者：杉杉 导读： 近期，中科院上海有机所的游书力等人在ACS Catal.中发表论文，报道一种全新的铑催化1-芳基异喹啉衍生物与N-苯硒基邻苯二甲酰胺(2-(phenylselanyl)isoindoline-1,3-dione)的阻转选择性C−H硒化反应方法学，进而成功完成一系列轴手性1-芳基异喹啉硒化物分子的构建。DFT计算表明，C−Se键的形成步骤通过形式SN2途径进行。 Rh(III)-Catalyzed Atroposelective C−H Selenylation of 1‑Aryl Isoquinolines D. Zheng, P. Xie, F. Zhao, C. Zheng, Q. Gu, S. You, ACS Catal. 2024, 14, 6009. doi: 10.1021/acscatal.4c01082. 正文： 有机硒化物是一类重要的结构单元，广泛存在于候选药物、生物分子、有机材料、配体以及手性催化剂中 (Figure 1)。并且，在过去的几十年里，在导向基团的协助下，诸多研究团队已经成功设计出多种过渡金属催化的C−H硒化反应方法学[1](Scheme 1a)。然而，对于过渡金属催化不对称C−H硒化反应方法学，目前却较少有相关的研究报道。受到铑催化不对称C−H官能团化构建联芳基阻转异构体反应方法学[2]相关研究报道的启发，这里，中科院上海有机所的游书力等人报道一种全新的铑催化1-芳基异喹啉衍生物与N-苯硒基邻苯二甲酰胺的阻转选择性C−H硒化反应方法学，进而成功完成一系列轴手性1-芳基异喹啉硒化物分子的构建 (Scheme 1b)。 首先，作者采用1-(naphthalen-1-yl)benzo[h]isoquinoline 1a与N-苯硒基邻苯二甲酰胺2a作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用(S)-Rh4作为催化剂，AgPF6作为银盐，在三甲苯反应溶剂中，反应温度为60 oC，最终获得92%分离收率的产物3aa (96% ee)。 在上述的最佳反应条件下，作者对一系列1-芳基异喹啉底物 (Scheme 2)的应用范围进行深入研究。 之后，作者对上述阻转选择性C−H硒化过程的反应机理进行进一步研究 (Scheme 3)。 接下来，作者对上述阻转选择性C−H硒化过程的进行DFT研究 (Figure 2)。DFT计算表明，C−Se键的形成是通过SN2型亲核取代发生的。 基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道[3]，作者提出如下合理的反应机理 (Figure 3)。 总结： 中科院上海有机所的游书力等人报道一种全新的铑催化1-芳基异喹啉衍生物与N-苯硒基邻苯二甲酰胺的阻转选择性C−H硒化反应方法学，进而成功完成一系列轴手性1-芳基异喹啉硒化物分子的构建。这一全新的阻转选择性合成转化策略具有底物范围广泛、优良的官能团兼容性、温和的反应条件以及优异的对映选择性等优势。 参考文献： [1] M. Iwasaki, Y. Tsuchiya, K. Nakajima, Y. Nishihara, Org. Lett. 2014, 16, 4920. doi:10.1021/ol502439m. [2] C. Liu, W. Zhang, S. Yin, Q. Gu, S. You, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 14025. doi:10.1021/jacs.1c07635. [3] Y. Kang, P. Zhang, M. Li, Y. Chen, H. Xu, J. Zhao, W. Sun, J. Yu, […]

作者：杉杉

导读：

近期，中科院上海有机所的游书力等人在ACS Catal.中发表论文，报道一种全新的铑催化1-芳基异喹啉衍生物与N-苯硒基邻苯二甲酰胺(2-(phenylselanyl)isoindoline-1,3-dione)的阻转选择性C−H硒化反应方法学，进而成功完成一系列轴手性1-芳基异喹啉硒化物分子的构建。DFT计算表明，C−Se键的形成步骤通过形式SN2途径进行。

Rh(III)-Catalyzed Atroposelective C−H Selenylation of 1‑Aryl Isoquinolines

D. Zheng, P. Xie, F. Zhao, C. Zheng, Q. Gu, S. You, ACS Catal. 2024, 14, 6009. doi: 10.1021/acscatal.4c01082.

正文：

有机硒化物是一类重要的结构单元，广泛存在于候选药物、生物分子、有机材料、配体以及手性催化剂中 (Figure 1)。并且，在过去的几十年里，在导向基团的协助下，诸多研究团队已经成功设计出多种过渡金属催化的C−H硒化反应方法学[1](Scheme 1a)。然而，对于过渡金属催化不对称C−H硒化反应方法学，目前却较少有相关的研究报道。受到铑催化不对称C−H官能团化构建联芳基阻转异构体反应方法学[2]相关研究报道的启发，这里，中科院上海有机所的游书力等人报道一种全新的铑催化1-芳基异喹啉衍生物与N-苯硒基邻苯二甲酰胺的阻转选择性C−H硒化反应方法学，进而成功完成一系列轴手性1-芳基异喹啉硒化物分子的构建 (Scheme 1b)。

首先，作者采用1-(naphthalen-1-yl)benzo[h]isoquinoline 1a与N-苯硒基邻苯二甲酰胺2a作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用(S)-Rh4作为催化剂，AgPF6作为银盐，在三甲苯反应溶剂中，反应温度为60 oC，最终获得92%分离收率的产物3aa (96% ee)。

在上述的最佳反应条件下，作者对一系列1-芳基异喹啉底物 (Scheme 2)的应用范围进行深入研究。

之后，作者对上述阻转选择性C−H硒化过程的反应机理进行进一步研究 (Scheme 3)。

接下来，作者对上述阻转选择性C−H硒化过程的进行DFT研究 (Figure 2)。DFT计算表明，C−Se键的形成是通过SN2型亲核取代发生的。

基于上述的实验研究以及前期相关的文献报道[3]，作者提出如下合理的反应机理 (Figure 3)。

总结：

中科院上海有机所的游书力等人报道一种全新的铑催化1-芳基异喹啉衍生物与N-苯硒基邻苯二甲酰胺的阻转选择性C−H硒化反应方法学，进而成功完成一系列轴手性1-芳基异喹啉硒化物分子的构建。这一全新的阻转选择性合成转化策略具有底物范围广泛、优良的官能团兼容性、温和的反应条件以及优异的对映选择性等优势。

参考文献：

  • [1] M. Iwasaki, Y. Tsuchiya, K. Nakajima, Y. Nishihara, Org. Lett. 2014, 16, 4920. doi:10.1021/ol502439m.
  • [2] C. Liu, W. Zhang, S. Yin, Q. Gu, S. You, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 14025. doi:10.1021/jacs.1c07635.
  • [3] Y. Kang, P. Zhang, M. Li, Y. Chen, H. Xu, J. Zhao, W. Sun, J. Yu, Y. Lu, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 9099. doi:10.1002/anie.201903511.

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作者：杉杉

导读：

近日，山东大学的李兴伟与于松杰课题组在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文，报道一种全新的采用手性铑催化剂促进的共轭gem-difluorodienes、羧酸与二噁唑酮衍生物之间的对映选择性1,4-oxyamination反应方法学，进而成功完成一系列gem-二氟代-1,4-氨基醇分子的构建。

Rhodium-Catalyzed Enantioselective 1,4-Oxyamination of Conjugated gem-Difluorodienes via Coupling with Carboxylic Acids and Dioxazolones

X.Li, H.Song, S. Yu, R. Mi, X. Li, Chem. Int. Ed. 2023, ASAP. doi: 10.1002/anie.202305669.

正文：

近年来，采用过渡金属催化剂促进的通过共轭二烯基化合物参与的对映选择性双官能团化反应方法学的相关研究，已经备受诸多科研团队的广泛关注 (scheme 1a)[1]-[3]。这里，受到近年来对于采用gem-difluorodienes参与的消除反应方法学[4]以及1,2-加成反应方法学 (scheme 1b)[5]-[6]相关研究报道的启发，山东大学的李兴伟与于松杰团队共同设计出一种全新的采用手性铑催化剂促进的共轭gem-difluorodienes、羧酸与二噁唑酮衍生物之间的对映选择性1,4-oxyamination反应方法学 (Scheme 1c)。

首先，作者采用苯甲酸1a、(E)-(4,4-difluorobuta-1,3-dien-1-yl)benzene 2与3-甲基-1,4,2-二噁唑酮3作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用(R)-Rh1作为催化剂，AgNTf2作为氯清除剂 (Cl scavenger)，AgF作为添加剂，苯作为反应溶剂，反应温度为50 oC，最终获得83%收率的目标产物4 (92% ee)。

在上述的最佳反应条件下，作者分别对一系列羧酸、gem-difluorodienes以及二噁唑酮底物 (Scheme 2)的应用范围进行深入研究。

同时，作者发现，采用2,2,2-三氟乙醇作为反应溶剂时，能够获得相应的2,2,2-trifluoroethyl (E)-4-aminobut-2-enoate产物 (Scheme 3)。

之后，该小组通过如下的一系列研究进一步表明，这一全新的对映选择性1,4-oxyamination策略具有潜在的合成应用价值 (Schemes 4a-4b)。同时，作者对上述1,4-oxyamination过程的反应机理进行进一步研究 (Scheme 4)。

基于上述的实验研究，作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 5)。

总结：山东大学的李兴伟与于松杰团队共同设计出一种全新的采用手性铑催化剂促进的共轭gem-difluorodienes、羧酸与二噁唑酮衍生物之间的对映选择性1,4-oxyamination反应方法学，进而成功完成一系列gem-二氟代-1,4-氨基醇分子的构建。这一全新的对映选择性1,4-oxyamination策略具有广泛的底物应用范围、优良的官能团兼容性以及优良的对映选择性等优势。

参考文献：

  • [1] Y. Liu, Y. Xie, H. Wang, H. Huang, J. Am. Chem. Soc. 2016,138, 4314. doi:10.1021/jacs.6b00976.
  • [2] H. E. Burks, L. T. Kliman, J. P. Morken, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9134. doi:10.1021/ja809610h.
  • [3] B. N. Hemric, A. W. Chen, Q. Wang, ACS Catal. 2019, 9, 10070. doi:10.1021/acscatal.9b03076.
  • [4] H. Sakaguchi, Y. Uetake, M. Ohashi, T. Niwa, S. Ogoshi, T. Hosoya, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 12855. doi: 10.1021/jacs.7b08343.
  • [5] J. Liu, L. Yu, C. Zheng, G. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 23641. doi:10.1002/anie.202111376.
  • [6] D. Bai, F. Wu, L. Chang, M. Wang, H. Wu, J. Chang, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202114918. doi:10.1002/anie.202114918.

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作者：杉杉

导读：

近日，Oxford大学的S. P. Fletcher课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文，报道一种全新的通过铑催化剂促进的二氢吡啶衍生物与芳基硼酸之间的不对称交叉偶联反应方法学，进而成功完成一系列手性3-哌啶分子的构建。

Catalytic Enantioselective Synthesis of 3‑Piperidines from Arylboronic Acids and Pyridine

S.Mishra, S.Karabiyikoglu, S. Fletcher, J. Am. Chem. Soc. 2023, ASAP. doi: 10.1021/jacs.3c05044.

正文：

手性哌啶骨架广泛存在于各类天然产物以及药物分子中 (Figure 1)。并且，在过去的几十年里，已经成功设计出多种构建手性哌啶分子的合成转化策略 (Scheme 1A)[1]-[2]。这里，受到近年来对于选择铑催化剂促进的通过张力烯基化合物以及双环烯基化合物参与的金属碳化过程 (carbometallation)[3]-[4]相关研究报道的启发，Oxford大学的S. P. Fletcher课题组成功设计出一种全新的通过铑催化剂促进的二氢吡啶衍生物与芳基硼酸之间的不对称交叉偶联反应方法学 (Scheme 1B)。

首先，作者进行二氢吡啶底物的合成研究 (Scheme 2)。

之后，作者采用phenyl carbamate dihydropyridine 1a与苯硼酸2a作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用[Rh(cod)(OH)]2作为催化剂，(S)-Segphos作为手性配体，Aq. CsOH作为碱， THP:甲苯:H2O (1:1:1 v/v/v)作为反应溶剂，反应温度为70 oC，最终获得81%收率的交叉偶联产物3a (96% ee)。

在上述的最佳反应条件下，作者分别对一系列芳基硼酸底物 (Scheme 3)与二氢吡啶以及二氢喹啉底物 (Scheme 4)的应用范围进行深入研究。

之后，该小组通过如下的一系列研究进一步表明，这一全新的对映选择性交叉偶联策略具有潜在的合成应用价值 (Scheme 5)。

接下来，作者对上述不对称交叉偶联过程的反应机理进行进一步研究 (Scheme 6A)。并基于上述的实验研究，提出如下合理的反应机理 (Scheme 6B)。

总结：Oxford大学的S. P. Fletcher课题组成功设计出一种全新的通过铑催化剂促进的二氢吡啶衍生物与芳基硼酸之间的不对称交叉偶联反应方法学，进而成功完成一系列手性3-哌啶分子的构建。这一全新的对映选择性交叉偶联策略具有广泛的底物应用范围、优良的官能团兼容性以及优良的区域与对映选择性等优势。

参考文献：

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 //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2023/08/jacs%ef%bc%9a3-%e5%93%8c%e5%95%b6%e5%88%86%e5%ad%90%e7%9a%84%e5%82%ac%e5%8c%96%e5%af%b9%e6%98%a0%e9%80%89%e6%8b%a9%e6%80%a7%e5%90%88%e6%88%90%e7%a0%94%e7%a9%b6.html/feed 0 46629 JACS：铑(III)催化的anti-Markovnikov氢酰胺化反应方法学研究 //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2023/02/jacs%ef%bc%9a%e9%93%91iii%e5%82%ac%e5%8c%96%e7%9a%84anti-markovnikov%e6%b0%a2%e9%85%b0%e8%83%ba%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94%e6%96%b9%e6%b3%95%e5%ad%a6%e7%a0%94%e7%a9%b6.html //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2023/02/jacs%ef%bc%9a%e9%93%91iii%e5%82%ac%e5%8c%96%e7%9a%84anti-markovnikov%e6%b0%a2%e9%85%b0%e8%83%ba%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94%e6%96%b9%e6%b3%95%e5%ad%a6%e7%a0%94%e7%a9%b6.html#respond CS editor Tue, 21 Feb 2023 00:00:47 +0000 研究论文介绍 anti-Markovnikov氢酰胺化 铑催化 //www.gsbet888.com/?p=44612 作者：杉杉 导读： 近日，美国Columbia大学的T. Rovis课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文，报道一种全新的通过铑催化剂促进的非活化烯基化合物、二噁唑酮与异丙醇之间的anti-Markovnikov氢酰胺化 (hydroamidation)反应方法学，进而成功完成一系列线性酰胺分子的构建。 Rhodium(III)-Catalyzed Anti-Markovnikov Hydroamidation of Unactivated Alkenes Using Dioxazolones as Amidating Reagents N.Wagner-Carlberg, T.Rovis, J.Am. Chem. Soc. 2022, 144, 22426. doi: 10.1021/jacs.2c10552 正文： 目前，通过烯基化合物参与的分子间氢胺化反应方法学已经逐渐受到诸多研究团队的广泛关注[1]-[2]。这里，受到近年来通过烯基化合物参与的Markovnikov氢酰胺化[3]-[5]以及anti-Markovnikov氢酰胺化反应方法学[6]-[8]相关报道的启发，美国Columbia大学的T. Rovis课题组报道一种全新的通过铑催化剂促进的非活化烯基化合物、二噁唑酮与异丙醇之间的anti-Markovnikov氢酰胺化 (hydroamidation)反应方法学 (Scheme 1)。 首先，作者采用1-癸烯与甲基二噁唑酮作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用[Cp*CF3RhCl2]2作为催化剂，K2CO3作为碱， DCE/i-PrOH (4:1 v/v)作为反应溶剂，反应温度为70 oC，最终获得79%收率的酰胺产物。 在上述的最佳反应条件下，作者分别对一系列烯基底物以及二噁唑酮底物(Scheme 2)的应用范围进行深入研究。 接下来，作者通过一系列相关的实验 (see the SI for details)研究表明，反应过程中，首先形成相应的铑氢化物中间体 (rhodium hydride)。同时，研究发现，异丙醇为反应过程中的氢负离子源 (hydride source, Scheme 3A)。之后，作者发现，铑氢化物中间体的迁移插入步骤为非选择性过程，同时为可逆过程 (Scheme 3B)，而酰胺化过程中表现出的优良的末端选择性 (terminal selectivity)则表明二级烷基钌中间体的酰胺化过程具有更高的反应能垒。而且烯键的配位过程同样为不可逆过程 (Scheme 3C)。之后，该小组进一步通过KIE实验的相关研究表明，酰胺化步骤为turnover-limiting步骤 (Scheme 3D)。接下来，作者通过竞争实验研究表明，二噁唑酮的配位并非反应过程的turnover-limiting步骤，同时nitrenoid的形成同样为turnover-limiting步骤 (Scheme 3E)。 基于上述的实验研究，作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 4)。 总结： 美国Columbia大学的T. Rovis课题组成功设计出一种全新的通过铑催化剂促进的非活化烯基化合物、二噁唑酮与异丙醇之间的anti-Markovnikov氢酰胺化反应方法学，进而成功完成一系列线性酰胺分子的构建。这一全新的氢酰胺化策略具有广泛的底物应用范围以及优良的官能团兼容性等优势。 参考文献： [1] L. Huang, M. Arndt, K. Goosen, H. Heydt, L. J. Goosen, Chem. Rev. 2015, 115, 2596. doi: 10.1021/cr300389u. [2] K. Hirano, M. Miura, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 648. doi: 10.1021/jacs.1c12663. [3] Y. Zhou, O. D. Engl, J. S. Bandar, E. D. Chant, S. L. Buchwald, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, […]

作者：杉杉

导读：

近日，美国Columbia大学的T. Rovis课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文，报道一种全新的通过铑催化剂促进的非活化烯基化合物、二噁唑酮与异丙醇之间的anti-Markovnikov氢酰胺化 (hydroamidation)反应方法学，进而成功完成一系列线性酰胺分子的构建。

Rhodium(III)-Catalyzed Anti-Markovnikov Hydroamidation of Unactivated Alkenes Using Dioxazolones as Amidating Reagents

N.Wagner-Carlberg, T.Rovis, J.Am. Chem. Soc. 2022, 144, 22426. doi: 10.1021/jacs.2c10552

正文：

目前，通过烯基化合物参与的分子间氢胺化反应方法学已经逐渐受到诸多研究团队的广泛关注[1]-[2]。这里，受到近年来通过烯基化合物参与的Markovnikov氢酰胺化[3]-[5]以及anti-Markovnikov氢酰胺化反应方法学[6]-[8]相关报道的启发，美国Columbia大学的T. Rovis课题组报道一种全新的通过铑催化剂促进的非活化烯基化合物、二噁唑酮与异丙醇之间的anti-Markovnikov氢酰胺化 (hydroamidation)反应方法学 (Scheme 1)。

首先，作者采用1-癸烯与甲基二噁唑酮作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用[Cp*CF3RhCl2]2作为催化剂，K2CO3作为碱， DCE/i-PrOH (4:1 v/v)作为反应溶剂，反应温度为70 oC，最终获得79%收率的酰胺产物。

在上述的最佳反应条件下，作者分别对一系列烯基底物以及二噁唑酮底物(Scheme 2)的应用范围进行深入研究。

接下来，作者通过一系列相关的实验 (see the SI for details)研究表明，反应过程中，首先形成相应的铑氢化物中间体 (rhodium hydride)。同时，研究发现，异丙醇为反应过程中的氢负离子源 (hydride source, Scheme 3A)。之后，作者发现，铑氢化物中间体的迁移插入步骤为非选择性过程，同时为可逆过程 (Scheme 3B)，而酰胺化过程中表现出的优良的末端选择性 (terminal selectivity)则表明二级烷基钌中间体的酰胺化过程具有更高的反应能垒。而且烯键的配位过程同样为不可逆过程 (Scheme 3C)。之后，该小组进一步通过KIE实验的相关研究表明，酰胺化步骤为turnover-limiting步骤 (Scheme 3D)。接下来，作者通过竞争实验研究表明，二噁唑酮的配位并非反应过程的turnover-limiting步骤，同时nitrenoid的形成同样为turnover-limiting步骤 (Scheme 3E)。

基于上述的实验研究，作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 4)。

总结：

美国Columbia大学的T. Rovis课题组成功设计出一种全新的通过铑催化剂促进的非活化烯基化合物、二噁唑酮与异丙醇之间的anti-Markovnikov氢酰胺化反应方法学，进而成功完成一系列线性酰胺分子的构建。这一全新的氢酰胺化策略具有广泛的底物应用范围以及优良的官能团兼容性等优势。

参考文献：

  • [1] L. Huang, M. Arndt, K. Goosen, H. Heydt, L. J. Goosen, Chem. Rev. 2015, 115, 2596. doi: 10.1021/cr300389u.
  • [2] K. Hirano, M. Miura, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 648. doi: 10.1021/jacs.1c12663.
  • [3] Y. Zhou, O. D. Engl, J. S. Bandar, E. D. Chant, S. L. Buchwald, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6672. doi: 10.1002/anie.201802797.
  • [4] C. S. Sevov, J. Zhou, J. F. Hartwig, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11960. doi: 10.1021/ja3052848.
  • [5] Y. Yin, R. Ding, D. Ouyang, Q. Zhang, R. Zhu, Nat. Commun. 2021, 12, 2552. doi: 10.1038/s41467-021-22373-z.
  • [6] Ayushee, M.Patel, P. Meena, K. Jahan, P. V. Bharatam, A. K. Verma, Org. Lett. 2021, 23, 565. doi: 10.1021/acs.orglett.0c04084.
  • [7] G. Zhao, J. Li, T. Wang, Eur. J. Org. Chem. 2021, 2021, 2650. doi: 10.1002/ejoc.202100049.
  • [8] W. Ma, X. Zhang, J. Fan, Y. Liu, W. Tang, D. Xue, C. Li, J. Xiao, C. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 13506. doi: 10.1021/jacs.9b05221.

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本文作者：杉杉

导读：

近日，Yale大学的J. A. Ellman课题组在J. Am. Chem. Soc.中发表论文，报道一种全新的采用手性铑催化剂参与的重氮化合物与次磺酰胺 (sulfenamide)之间的对映选择性S-烷基化反应方法学，进而成功完成一系列硫亚胺 (sulfilimine)分子的构建。

Catalytic Enantioselective Sulfur Alkylation of Sulfenamides for the Asymmetric Synthesis of Sulfoximines

N. S. Greenwood, A.T. Champlin, J. A. Ellman, J. Am. Chem. Soc. 2022, ASAP. doi: 10.1021/jacs.2c09158.

正文：

硫亚胺分子的氧化反应方法学是构建一系列生物活性亚砜亚胺分子 (Scheme 1A)的重要策略之一 (Scheme 1B) [1]。然而，通过次磺酰胺作为起始原料，对映选择性地构建一系列硫亚胺分子，至今尚未有相关的研究报道。这里，Yale大学的J. A. Ellman课题组成功发展出一种全新的采用手性铑催化剂参与的重氮化合物与次磺酰胺之间的对映选择性S-烷基化反应方法学 (Scheme 1C)。

首先，作者对于非手性条件下的S-烷基化反应中，相应重氮底物的应用范围进行研究 (Table 1)。

之后，作者采用1a与2n作为模型底物，进行相关对映选择性S-烷基化反应条件的优化筛选 (Table 2)。进而确定最佳的反应条件为：采用Rh2(R–p-Ph-TPCP)4作为手性催化剂，DCE作为反应溶剂，反应温度为室温，顺利获得97%收率的手性硫亚胺产物3n (97:3 er)。

同时，该小组对于这一对映选择性S-烷基化过程的反应机理进行初步研究，并且，基于前期相关的文献报道[2]，提出一种合理的催化循环路径 (Scheme 2)。

接下来，在上述的最佳反应条件下，作者分别对这一全新的对映选择性S-烷基化反应过程中相应的次磺酰胺以及重氮底物 (Table 3)的应用范围进行深入研究。

之后，该小组通过如下的一系列研究进一步表明，这一全新的对映选择性S-烷基化策略具有潜在的合成应用价值 (Scheme 3)。

总结：

Yale大学的J. A. Ellman团队成功设计出一种全新的采用手性铑催化剂参与的重氮化合物与次磺酰胺之间的对映选择性S-烷基化反应方法学，进而成功完成一系列硫亚胺分子的构建。这一全新的对映选择性S-烷基化策略具有广泛的底物应用范围、优良的官能团兼容性以及优良的对映选择性等优势。

参考文献：

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作者：石油醚

导读：

近日，杭州师范大学徐利文教授团队通过使用新开发的SiMOS-Phos作为手性配体，实现了 “以硅为中心”外消旋氢硅烷的新型动态动力学不对称硅氢加成反应，突破以往主要利用去对称化策略构建硅手性中心的局限，提供了首例从外消旋底物获得硅手性中心硅杂环的反应途径。

“Rhodium-Catalyzed Dynamic Kinetic Asymmetric Hydrosilylation to Access Silicon-Stereogenic Center.

Yan Zeng, Xiao-Jun Fang, Ren-He Tang, Jing-Yu Xie, Feng-Jiao Zhang, Zheng Xu, Yi-Xue Nie, Dr. Li-Wen Xu*

 Angew. Chem. Int. Ed. 2022, ASAP. doi: 10.1002/anie.202214147

正文

近年来硅手性中心的构建逐渐收到合成化学家的关注，越来越多含硅手性中心的有机硅化合物被合成出来，极大地丰富了有机合成化学并推动了有机硅化学的发展。长期以来，硅手性中心的构建主要是通过去对称化的策略，其中硅氢化合物的去对称化转化反应或分子内硅氢加成反应尤为受到关注，自Tamao教授等人于1996年报道的第一例分子内烯烃硅氢加成反应（J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 12469）以来，Tomooka课题组和徐利文课题组先后分别于2012年和2020年报道了首例分子内硅氢加成反应和分子内炔烃硅氢加成反应（Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12745； iScience 2020, 23, 101268），随后不断有新反应体系被发展出来，已被广泛应用于硅手性中心杂环或单硅氢化合物的合成。然而，以往构建硅手性中心的策略主要限于去对称化反应过程，长期以来仍然是合成化学的一个难题之一，可供实现硅转化反应的合成策略十分有限，难以与碳手性中心为主体的手性合成化学相提并论，更未见报道能够有效实现消旋硅中心的动态动力学转化过程，亟需发展新的反应策略来拓展硅手性中心的构建方法。

为了实现硅手性中心的催化构建，杭州师范大学徐利文教授团队近10年来一直专注于硅手性中心的催化新反应和新方法（Acc. Chem. Res. 2021, 54, 452）。在前期工作基础上，该团队成功实现了以硅为中心的外消旋硅烷的动态动力学不对称转化，与以往的去对称化反应过程不同，这是第一例Rh催化的动态动力学不对称硅氢加成反应（DyKAH），可以外消旋氢硅烷为原料，能够以良好的产率和优异的对映选择性得到硅手性中心苯并噻咯这类硅杂环化合物。

在研究工作中，作者发现绝大多数手性膦配体在该类动态动力学转化反应中没有显著的手性控制能力。而该课题组自主设计的Ar-BINMOL-Phos及其手性亚磷酰胺衍生物具有一定的手性诱导能力，在此基础上，经过反应优化和结构改造，成功发展了一类新型的手性亚磷酰胺配体SiMOS-Phos，能够获得非常理想的立体选择性。在确定了最优反应条件后，作者对反应底物的普适性进行了考察。结果表明，在该反应中，绝大多数产物均可以75-89%的产率和良好的对映选择性给出相应的DyKAH产物，最高可达96:4 er。

结合实验结果和DFT理论计算，该研究表明以[Si]-Rh(III)-H中间体为转化平台，通过两条竞争性的反应通道实现了动态动力学转化反应过程，在以Chalk-Harrod机制进行的常规通道和手性翻转过程中，Rh/SIMOS-Phos催化剂都能够控制其中一种构型的选择性转化或优先翻转，催化剂可以选择性地降低的(R)-1a和翻转通道中的(S)-1a的过渡态能量从而实现对映体过量的硅氢加成反应。值得一提的是，手性配体中的酰胺部分在促进氯离子的SN2亲核取代过程起着重要作用，这是实现硅中心手性翻转的关键所在。

在该工作中，徐利文教授团队通过使用新开发的SiMOS-Phos作为手性配体，实现了 “以硅为中心”外消旋氢硅烷的新型动态动力学不对称硅氢加成反应，突破以往主要利用去对称化策略构建硅手性中心的局限，提供了首例从外消旋底物获得硅手性中心硅杂环的反应途径。

(徐利文教授供稿)

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本文作者:杉杉

导读

近日，Chicago大学的董广彬等研究团队在Angew. Chem. Int. Ed.中发表论文，报道一种全新的通过单碳环扩环策略 (one-carbon ring-expansion strategy)进行的BCB (benzocyclobutenone)与苯乙烯型烯基化合物之间的(4+1)环加成反应方法学，进而成功完成一系列多取代2-茚满酮 (indanone)分子的构建。

Rhodium-Catalyzed (4+1) Cycloaddition between Benzocyclobutenones and Styrene-Type Alkenes

Ochi, Z. Zhang, Y. Xia, G. Dong, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, ASAP. doi: 10.1002/anie.202202703.

正文

单原子同系化 (Single-atom homologation)反应方法学是构建一系列复杂有机分子的有效策略，尤其Buchner-Curtius-Schlotterbeck反应方法学的相关研究，已经有诸多的文献报道[1]。这里，受到前期对于新型Lewis酸催化的BCB (benzocyclobutenone)分子区域选择性单碳插入 (regioselective one-carbon insertion)反应方法学(Scheme 1a)[1]-[2]、过渡金属催化的环酮扩环反应方法学(Scheme 1b)[3]-[4]以及本课题组前期对于BCB[5]与烯基化合物之间的分子间“cut-and-sew”转化反应方法学[6] (Scheme 1c)研究报道的启发，Chicago大学的董广彬等团队共同设计出一种全新的通过铑催化剂促进的BCB与苯乙烯型烯基化合物之间的形式(4+1)环加成反应方法学。

首先，作者采用BCB 1a与苯乙烯2a作为模型底物，进行相关(4+1)环加成反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用[Rh(C2H4)2Cl]2 与NaBArF原位形成的阳离子铑配合物作为催化剂，DG1作为导向基团，TsOH•H2O与水作为添加剂，MeTHF作为反应溶剂，反应温度为150oC，最终获得65%收率的环加成产物3a。

在上述的最佳反应条件下，作者对各类烯基底物 (Table 2)以及BCB底物 (Table 2)的应用范围进行深入研究。

之后，该小组进一步对上述的(4+1)环加成反应方法学的合成应用价值进行深入研究 (Scheme 2)。

接下来，作者通过DFT计算 (Scheme 3)表明，上述环加成过程中表现出的高度(4+1)环加成选择性源自于能量更为有利的β-H消除反应路径能够有效地降低作为转化限速步骤 (turnover-limiting step)的C-C还原消除反应步骤中的总能垒。

总结

Chicago大学的董广彬等研究团队共同设计出一种全新的通过铑催化剂促进的BCB与苯乙烯型烯基化合物之间的形式(4+1)环加成反应方法学，进而成功完成一系列多取代2-茚满酮分子的构建。这一全新的合成转化策略具有广泛的底物应用范围、良好的官能团兼容性以及良好的合成应用价值等优势。

参考文献

  1. c) D. C. Moebius, V. L. Rendina, J. S. Kingsbury, Curr. Chem. 2014, 346, 111. doi: 10.1007/128_2013_521.
  • [2] F. Tan, M. Pu, J. Li, J. Yang, S. Dong, X. Liu, Y. Wu, X. Feng, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 2394. doi:10.1021/jacs.0c12683.
  • [3] G. Fumagalli, S. Stanton, J. F. Bower, Chem. Rev. 2017, 117, 9404. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00599.
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  • (b) A. Yada, S. Fujita, M. Murakami, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7217. doi: 10.1021/ja502229c.
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本文作者：杉杉

导读

近日， 德国Albert-Ludwigs大学有机化学研究所 (Institut für Organische Chemie, Albert-Ludwigs-Universität)的B. Breit与S. Balalaie课题组在ACS Catal.中发表论文，报道首例通过铑催化剂促进的α-酸性异氰基乙酰胺与联烯之间的氢芳基化反应方法学，进而能够选择性获得相应的E-乙烯基噁唑分子。这一全新的氢芳基化策略具有优良的立体与区域选择性。同时，机理研究表明，反应过程中涉及铑催化的烯反应以及后续的还原消除步骤。

Rhodium-Catalyzed Regio- and Diastereoselective Hydroarylation of Allenes: An Unprecedented Ene Reaction
H. J. Ghazvini, H. Khosravi, S. Mirzaei, S. Balalaie, B. Breit, ACS Catal. 2021, 11, 14570. doi: 10.1021/acscatal.1c04743.

正文

不饱和C-C键的氢芳基化反应方法学，已经成为构建取代芳基化合物的一种具有高度原子经济性的反应策略。目前，对于烯基以及炔基化合物氢芳基化方法学的研究已经有诸多的文献报道。然而，对于联烯基化合物的氢芳基化方法学却较少有相关的研究报道 (Scheme 1a-b)[1]-[6]。这里，受到通过具有α-酸性质子的官能团化异腈参与的氢芳基化反应方法学 (Scheme 1c)[7]-[8]及其在噁唑分子合成中的相关应用研究[9]-[10]的启发，B. Breit与S. Balalaie研究团队成功开发出一种铑催化的α-酸性异氰基乙酰胺与联烯之间的氢芳基化反应方法学，进而顺利实现一系列E-乙烯基噁唑分子的区域与立体选择性合成 (Scheme 1d)。

首先，作者采用1a与2a作为模型底物，进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用[Rh(cod)Cl]2作为催化剂，DPEphos作为配体，DCM作为反应溶剂， 300 W的微波辐射，反应温度为110 oC (通过微波空腔介电加热)，并获得相应的氢芳基化产物3a (79%收率，E/Z > 19:1)。

在上述的最佳反应条件下，作者首先对各类异腈底物的应用范围进行考察 (Scheme 2)。研究表明，一系列带有不同α-取代基 (例如烷基与芳基)的异腈底物，均能够顺利地参与上述的氢芳基化过程，并以高度的C2-区域选择性与中等至良好的反应收率与E-选择性，获得相应的烯基噁唑产物3a–3c (Scheme 2a)。之后，作者发现，具有不同酰胺取代基团取代的α-苄基异腈底物，同样能够有效地参与上述的氢芳基化过程，并获得预期的噁唑产物3d与3e。接下来，该小组进一步对一系列联烯底物的应用范围进行深入研究 (Scheme 2b,c)。实验表明，一系列具有不同官能团取代的联烯底物均能够与上述的标准反应条件良好地兼容，并获得相应的噁唑产物3f–3m。同时，作者观察到，联烯底物中的烷基链长对于上述氢芳基化过程的反应收率与区域选择性无显著影响，并获得相应的噁唑产物3n–3p。

接下来，为提出合理的反应机理，作者进行一系列相关控制实验与氘标记实验研究 (Scheme 3)。首先，作者发现，在上述的标准反应条件下，采用异氰基乙酸酯2h代替上述的异氰基乙酰胺底物2a时，无法顺利进行相应的氢芳基化过程。这可能源自于酰胺羰基与能够进行分子内环化步骤的酯羰基相比，具有更高的亲核性。同样地，该小组发现，采用α,α-二取代异氰基乙酰胺分子 2g时，同样无法获得预期的氢芳基化产物，进而表明异氰基乙酰胺底物中α-酸性氢的存在，对于上述氢芳基化过程的顺利进行尤为关键 (Scheme 3a)。并且，作者发现，在上述的标准反应条件下，采用噁唑衍生物4a时，上述的氢芳基化过程同样无法顺利进行。由此，能够排除在联烯底物加入之前，异腈底物首先进行关环的反应路径 (Scheme 3b)。之后，该小组进行一系列相关的氘标记实验研究。作者发现，采用DCE-d4进行的氘标记实验，在产物中并未观察到H/D交换过程的进行 (Scheme 3c)。同时，作者进一步发现，在选择α-氘代异氰基乙酰胺底物[D]-2a (90% D)参与上述的氢芳基化过程时，在相应烯基噁唑产物联烯片段中的α– (78% D)以及γ-位置(12% D)存在相应的氘标记。进而表明，通过Cα位置的金属氘化 (deuterometalation)步骤，能够直接形成最终的氢芳基化产物3a。同时，在Cγ位置通过金属氘化以及后续的烯键异构化过程，同样能够形成最终的氢芳基化产物3a (Scheme 3d)。此外，作者进一步对上述标准反应条件下， Z/E异构化过程存在的可能性进行深入研究 (Scheme 3e)。实验观察表明，在动力学控制的条件下，Z-3a无法转化为热力学更加稳定的E–3a。

基于上述研究，作者提出一种合理的反应机理(Figure 1a)。首先， [Rh(cod)Cl]2与DPEphos之间经历配体交换步骤，形成具有催化活性的[DPEphosRhCl]配合物。之后，再与联烯1以及异腈2进行配位，形成中间体A。接下来，通过中间体A的铑环丁烷化 (rhodacyclobutanation)以及后续的1,5-氢迁移过程，形成相应的铑类卡宾配合物C。再通过铑类卡宾配合物C的还原消除过程，获得相应的噁唑衍生物D，之后，D经历进一步的异构化过程，形成热力学更加稳定的产物E (在R =H, R′=alkyl时)。此外，作者进一步通过DFT计算表明，烯反应中的决速步骤为1,5-氢迁移步骤 (TS2, 总能垒为33.2 kcal/mol)，进而控制产物中的氘分布以及产物中双键的相对构型 (Figure 1b)。

同时，该小组通过对TS2与TS2-Cγ之间的对比，进而对产物中联烯结构片段的Cα以及Cγ位置的氘分布进行深入研究。实验发现，两种过渡态之间的Gibbs自由能差为2.1 kcal/mol。同时，根据Boltzmann方程，预测Cα/Cγ氘分布的选择性为13:1 (实验值约为13:2) (Figure 2)。并且，研究表明，TS2-Z中，联烯片段的脂肪链与DPEPhos之间的立体效应以及TS与TS2之间的能量差异，决定上述氢芳基化过程的E-立体选择性。此外，作者对于端烯异构化过程，形成内烯化合物的相关计算研究，进一步证实通过上述端基异构化过程，形成热力学产物的可能性 (Figure S3)。

总结

德国Albert-Ludwigs大学的B. Breit与S. Balalaie研究团队报道一种全新的通过铑催化剂促进的各类联烯分子的氢芳基化反应方法学，进而以高度原子经济性的反应方式，成功完成一系列E-乙烯基噁唑分子的构建。同时，作者通过反应机理研究以及DFT计算，进一步证实上述的氢芳基化过程中涉及分步的烯反应以及环化过程，并表现出优良的区域选择性控制。同时，这一全新的氢芳基化策略具有良好的反应收率、高度的区域选择性以及优良的官能团兼容性等优势。

参考文献

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(d) Y. Odabachian, Q. Wang, J. Zhu, Chem. – Eur. J. 2013, 19, 12229. doi: 10.1002/chem.201302106.  

 //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2021/12/acs-catal-%ef%bc%9a%e9%93%91%e5%82%ac%e5%8c%96%e7%9a%84%e8%81%94%e7%83%af%e6%b0%a2%e8%8a%b3%e5%9f%ba%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94%e6%96%b9%e6%b3%95%e5%ad%a6%e7%a0%94%e7%a9%b6.html/feed 0 40780 Org. Lett.：铑催化的1,6-烯炔不对称芳基化双重环化反应方法学 //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2021/09/org-lett-%ef%bc%9a%e9%93%91%e5%82%ac%e5%8c%96%e7%9a%8416-%e7%83%af%e7%82%94%e4%b8%8d%e5%af%b9%e7%a7%b0%e8%8a%b3%e5%9f%ba%e5%8c%96%e5%8f%8c%e9%87%8d%e7%8e%af%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94%e6%96%b9.html //www.gsbet888.com/%e5%8c%96%e5%ad%a6%e6%9d%82%e8%ae%b0/recentpaper/2021/09/org-lett-%ef%bc%9a%e9%93%91%e5%82%ac%e5%8c%96%e7%9a%8416-%e7%83%af%e7%82%94%e4%b8%8d%e5%af%b9%e7%a7%b0%e8%8a%b3%e5%9f%ba%e5%8c%96%e5%8f%8c%e9%87%8d%e7%8e%af%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94%e6%96%b9.html#respond CS editor Thu, 30 Sep 2021 00:00:04 +0000 研究论文介绍 1 6-烯炔 不对称芳基化双重环化 手性双环二烯配体 铑催化 //www.gsbet888.com/?p=40191 本文作者：杉杉 导读 近日，台湾清华大学的T. Hayashi (林 民生, Hayashi Tamio)与内蒙古大学的明佳林课题组合作报道一种铑催化的1,6-烯炔化合物 (1)参与的不对称芳基化双重环化 (asymmetric arylative biscyclization)反应方法学，进而成功完成一系列具有双环[2.2.1]庚二烯骨架以及桥头碳原子中存在甲基与酯基取代的新型手性二烯配体 (1R,4S)-L1的构建。之后，作者发现，手性二烯配体 (1R,4S)-L1能够进一步应用于铑催化剂促进的1,6-烯炔化合物1的不对称双重环化反应，并获得99% ee的双环产物 (1S,4R)-2。同时，研究发现，(1S,4R)-2能够进一步转化为手性二烯配体 (1S, 4R)-L1。 Asymmetric Synthesis of Chiral Bicyclo[2.2.1]hepta-2,5-diene Ligands through Rhodium-Catalyzed Asymmetric Arylative Biscyclization of a 1,6-Enyne C. Sun, H. Meng, C. Chen, H. Wei, J. Ming, T. Hayashi, Org. Lett. 2021, 23, 6311. doi: 10.1021/acs.orglett.1c02088. 正文 手性二烯化合物是过渡金属催化的不对称反应方法学研究中的重要配体。其中，具有双环[2.2.1]庚二烯 (nbd)骨架的手性二烯配体已经广泛应用于一系列涉及铑催化剂促进的不对称芳基化反应的相关研究，并实现最佳的对映选择性控制 (Figure 1a)。2003年，通过钯催化剂促进的对映纯降冰片烷二醇 (norbornanediol)参与的不对称硅氢化反应方法学，首次实现具有C2-对称性的手性配体 (R,R)-Bn-nbd的合成[1]。同时，Corey课题组报道采用不对称Diels-Alder反应策略实现单取代nbd配体的制备[2]-[3]。之后，Wu课题组报道采用(-)-乙酸冰片酯 ((-)-bornyl acetate)作为起始原料，进而成功实现完成一系列具有假C2-对称性的nbd配体的构建[4]。此外，本课题组前期已经报道一种采用铑催化剂参与的1,6-烯炔与芳基硼酸之间的芳基化环化反应策略[5]-[6]，并以较高的反应收率获得相应的双环[2.2.1]庚烷衍生物 (Figure 1b)。之后，Murakami (村上正浩, Murakami Masahiro)课题组选择手性的Rh/(R)-binap作为催化剂，成功设计出一种具有高度对映选择性的芳基化环化反应方法学[7]。受到上述研究报道的启发，这里，作者成功开发出如下三种较为重要的合成转化策略：(1) 采用手性二烯配体提高不对称芳基化环化反应过程中的化学与对映选择性 (2) 将对映富集的双环[2.2.1]庚烷产物转化为新型的手性nbd配体 (3) 将手性nbd配体进一步应用于铑催化的不对称芳基化反应方法学的相关研究 (Figure 1c)。 其中，Murakami团队[7]报道一种铑催化的1,6-烯炔衍生物1与苯硼酸之间的环化反应，进而获得60%收率与89% ee的手性双环庚-2-酮产物2。然而，由于上述反应过程中存在通过Ph-Rh中间体与1中三键的加成过程，并进一步形成副产物四氢萘酮衍生物3，进而使反应收率显著降低。为解决上述环化过程中目标产物收率较低的问题，这里，作者采用1,6-烯炔衍生物1与PhB(OH)2或PhZnCl之间的环化过程作为模型反应，进行了相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用[RhCl(L2a)]2作为催化剂，PhZnCl作为芳基化试剂，在THF反应溶剂以及反应温度为50 oC的条件下进行反应，最终获得89%反应收率与98% ee的环化产物 (1R,4S)-2。并且，反应过程中无副产物3的形成。 之后，作者发现，通过在正己烷溶剂中进行的重结晶操作，能够进一步使环化产物(1R,4S)-2的对应纯度提高至>99% ee。值得注意的是，对映纯的烯酮产物 (1R,4S)-2能够通过后续的三步反应过程，进一步转化为双环[2.2.1]庚二烯配体L1 (Scheme 1)。首先，通过钌催化对烯基氧化过程，获得86%反应收率的二酮4。之后，将二酮4进一步通过KHMDS与2-PyNTf2处理，获得83%收率的双三氟甲磺酸酯砌块5。接下来，选择钯催化剂促进的三氟甲磺酸酯砌块5与苯硼酸之间的交叉偶联过程，最终获得较高反应收率并> 99% ee的手性二烯配体(1R,4S)-L1a-1e。值得注意的是，这里合成出的手性二烯配体 (1R,4S)-L1 尽管具有与Ph-nbd以及Wu课题组发展的L3配体相类似的骨架结构，然而，不同之处则在于(1R,4S)-L1配体的桥头碳原子中分别具有甲基与酯基的取代，并且在空气或CDCl3中能够稳定存在数日。 接下来，作者将这一全新的手性二烯配体 (1R,4S)-L1应用于铑催化剂存在下，PhB(OH)2与2-环己烯酮 (6a)之间的不对称共轭加成反应的研究，并对反应过程的对映选择性进行考察 (Table 2)。研究表明，采用[RhCl(coe)2]2作为催化剂，(1R,4S)-L1a作为手性配体，在二氧六环/H2O的混合溶剂中，反应温度为50 oC，反应时间为16 h，最终获得93%收率与98% ee的加成产物S–8aa。同时，作者发现，采用Ph-nbd、L3以及Ph-bod作为配体时，则获得相反构型的加成产物R–8aa (90-96% ee)。 为进一步研究上述不对称共轭加成过程中的底物应用范围 (Scheme 2)，作者分别选择具有氯桥配位的Rh催化剂二聚体(chloro-bridge dimer) [RhCl((1R,4S)-L1a)]2 (Table 2)以及 [RhCl(coe)2]2配合物与手性配体 (1R,4S)-L1a之间原位形成的手性钌配合物作为催化剂，进行上述不对称共轭加成过程的研究。该小组观察到，除2-环己烯酮 (6a)之外，2-环戊烯酮 (6b)、2-环庚烯酮 (6c)以及环烯酸酯底物 (6e)，均能够获得具有较高反应收率与高度对映选择性 (93-98 % ee)的目标产物8ba、8ca以及8ea。而对于直链烯酮6d与烯酸酯底物6f，则观察到对映选择性的显著降低。接下来，作者对芳基硼酸底物的应用范围进行深入研究。实验观察到，一系列芳基中不同位置带有各类不同取代基团的苯硼酸底物，均能够顺利地参与上述的不对称共轭加成过程，并获得相应的氢芳基化产物8bb–8bg (71-98% 反应收率, 96-98% ee)。同时，该小组发现，采用反式-2-苯基乙烯基硼酸(7h)作为反应底物时，同样能够将烯基顺利引入至共轭烯酮底物中，并以优良的对映选择性 (93% ee)获得相应的手性产物8bh。值得注意的是，在相同的反应条件下，采用[RhCl((R,R)-Ph-nbd)]2作为催化剂，则观察到较低的对映选择性控制，例如产物8da、8fb以及8bh。同时，作者通过对[RhCl((1R,4S)-L1a)]2与[RhCl((R,R)-Ph-nbd)]2之间X-射线单晶结构的比较，进而对上述反应过程中对映选择性的控制因素进行深入研究 (详见Supporting Information)。 此外，作者选择(1R,4S)-L1作为手性配体，对1,6-烯炔衍生物参与的不对称芳基化环化反应方法学进行研究，进而进一步阐明手性二烯配体的self-replication过程 (Table 3)。实验结果表明，在采用(1R,4S)-L1e作为手性配体时，1,6-烯炔衍生物1与PhB(OH)2之间的环化过程，能够获得83%收率与99% ee的手性产物 (1S,4R)-2。并且，手性产物 (1S,4R)-2同样能够继续通过Scheme 1中的三步反应过程，转化为对映纯的二烯配体 (1S,4R)-L1a。通过上述的反应过程，进而成功实现互为对映体的两种手性二烯配体之间的self-replication。因此，选择手性二烯配体的其中一种对映体，经历上述的芳基化环化以及后续的转化步骤之后，能够最终获得这一手性二烯配体的对映体。同时，作者观察到，选择L3作为手性配体时，能够获得60%收率与87% ee的具有相反构型的对映纯产物 (1R,4S)-2。 总结 台湾清华大学T. Hayashi与内蒙古大学明佳林课题组共同报道一种新型的具有双环[2.2.1]庚二烯骨架以及桥头碳原子中具有甲基与酯基取代基团的手性二烯配体 (1R,4S)-L1的合成设计策略。并且，作者发现，这一新型的手性二烯配体在铑催化的芳基或烯基硼酸与α,β-不饱和羰基化合物之间的不对称共轭加成过程中，能够表现出优良的催化活性与高度的对映选择性控制。此外，这一全新的手性二烯配体 (1R,4S)-L1同样能够进一步应用于铑催化的1,6-烯炔衍生物1的不对称芳基化双重环化反应的研究，并获得99% […]

本文作者：杉杉

导读

近日，台湾清华大学的T. Hayashi (林 民生, Hayashi Tamio)与内蒙古大学的明佳林课题组合作报道一种铑催化的1,6-烯炔化合物 (1)参与的不对称芳基化双重环化 (asymmetric arylative biscyclization)反应方法学，进而成功完成一系列具有双环[2.2.1]庚二烯骨架以及桥头碳原子中存在甲基与酯基取代的新型手性二烯配体 (1R,4S)-L1的构建。之后，作者发现，手性二烯配体 (1R,4S)-L1能够进一步应用于铑催化剂促进的1,6-烯炔化合物1的不对称双重环化反应，并获得99% ee的双环产物 (1S,4R)-2。同时，研究发现，(1S,4R)-2能够进一步转化为手性二烯配体 (1S, 4R)-L1。

Asymmetric Synthesis of Chiral Bicyclo[2.2.1]hepta-2,5-diene Ligands through Rhodium-Catalyzed Asymmetric Arylative Biscyclization of a 1,6-Enyne
C. Sun, H. Meng, C. Chen, H. Wei, J. Ming, T. Hayashi, Org. Lett. 2021, 23, 6311. doi: 10.1021/acs.orglett.1c02088.

正文

手性二烯化合物是过渡金属催化的不对称反应方法学研究中的重要配体。其中，具有双环[2.2.1]庚二烯 (nbd)骨架的手性二烯配体已经广泛应用于一系列涉及铑催化剂促进的不对称芳基化反应的相关研究，并实现最佳的对映选择性控制 (Figure 1a)。2003年，通过钯催化剂促进的对映纯降冰片烷二醇 (norbornanediol)参与的不对称硅氢化反应方法学，首次实现具有C2-对称性的手性配体 (R,R)-Bn-nbd的合成[1]。同时，Corey课题组报道采用不对称Diels-Alder反应策略实现单取代nbd配体的制备[2]-[3]。之后，Wu课题组报道采用(-)-乙酸冰片酯 ((-)-bornyl acetate)作为起始原料，进而成功实现完成一系列具有假C2-对称性的nbd配体的构建[4]。此外，本课题组前期已经报道一种采用铑催化剂参与的1,6-烯炔与芳基硼酸之间的芳基化环化反应策略[5]-[6]，并以较高的反应收率获得相应的双环[2.2.1]庚烷衍生物 (Figure 1b)。之后，Murakami (村上正浩, Murakami Masahiro)课题组选择手性的Rh/(R)-binap作为催化剂，成功设计出一种具有高度对映选择性的芳基化环化反应方法学[7]。受到上述研究报道的启发，这里，作者成功开发出如下三种较为重要的合成转化策略：(1) 采用手性二烯配体提高不对称芳基化环化反应过程中的化学与对映选择性 (2) 将对映富集的双环[2.2.1]庚烷产物转化为新型的手性nbd配体 (3) 将手性nbd配体进一步应用于铑催化的不对称芳基化反应方法学的相关研究 (Figure 1c)。

其中，Murakami团队[7]报道一种铑催化的1,6-烯炔衍生物1与苯硼酸之间的环化反应，进而获得60%收率与89% ee的手性双环庚-2-酮产物2。然而，由于上述反应过程中存在通过Ph-Rh中间体与1中三键的加成过程，并进一步形成副产物四氢萘酮衍生物3，进而使反应收率显著降低。为解决上述环化过程中目标产物收率较低的问题，这里，作者采用1,6-烯炔衍生物1与PhB(OH)2或PhZnCl之间的环化过程作为模型反应，进行了相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为：采用[RhCl(L2a)]2作为催化剂，PhZnCl作为芳基化试剂，在THF反应溶剂以及反应温度为50 oC的条件下进行反应，最终获得89%反应收率与98% ee的环化产物 (1R,4S)-2。并且，反应过程中无副产物3的形成。

之后，作者发现，通过在正己烷溶剂中进行的重结晶操作，能够进一步使环化产物(1R,4S)-2的对应纯度提高至>99% ee。值得注意的是，对映纯的烯酮产物 (1R,4S)-2能够通过后续的三步反应过程，进一步转化为双环[2.2.1]庚二烯配体L1 (Scheme 1)。首先，通过钌催化对烯基氧化过程，获得86%反应收率的二酮4。之后，将二酮4进一步通过KHMDS与2-PyNTf2处理，获得83%收率的双三氟甲磺酸酯砌块5。接下来，选择钯催化剂促进的三氟甲磺酸酯砌块5与苯硼酸之间的交叉偶联过程，最终获得较高反应收率并> 99% ee的手性二烯配体(1R,4S)-L1a-1e。值得注意的是，这里合成出的手性二烯配体 (1R,4S)-L1 尽管具有与Ph-nbd以及Wu课题组发展的L3配体相类似的骨架结构，然而，不同之处则在于(1R,4S)-L1配体的桥头碳原子中分别具有甲基与酯基的取代，并且在空气或CDCl3中能够稳定存在数日。

接下来，作者将这一全新的手性二烯配体 (1R,4S)-L1应用于铑催化剂存在下，PhB(OH)2与2-环己烯酮 (6a)之间的不对称共轭加成反应的研究，并对反应过程的对映选择性进行考察 (Table 2)。研究表明，采用[RhCl(coe)2]2作为催化剂，(1R,4S)-L1a作为手性配体，在二氧六环/H2O的混合溶剂中，反应温度为50 oC，反应时间为16 h，最终获得93%收率与98% ee的加成产物S–8aa。同时，作者发现，采用Ph-nbd、L3以及Ph-bod作为配体时，则获得相反构型的加成产物R–8aa (90-96% ee)。

为进一步研究上述不对称共轭加成过程中的底物应用范围 (Scheme 2)，作者分别选择具有氯桥配位的Rh催化剂二聚体(chloro-bridge dimer) [RhCl((1R,4S)-L1a)]2 (Table 2)以及 [RhCl(coe)2]2配合物与手性配体 (1R,4S)-L1a之间原位形成的手性钌配合物作为催化剂，进行上述不对称共轭加成过程的研究。该小组观察到，除2-环己烯酮 (6a)之外，2-环戊烯酮 (6b)、2-环庚烯酮 (6c)以及环烯酸酯底物 (6e)，均能够获得具有较高反应收率与高度对映选择性 (93-98 % ee)的目标产物8ba、8ca以及8ea。而对于直链烯酮6d与烯酸酯底物6f，则观察到对映选择性的显著降低。接下来，作者对芳基硼酸底物的应用范围进行深入研究。实验观察到，一系列芳基中不同位置带有各类不同取代基团的苯硼酸底物，均能够顺利地参与上述的不对称共轭加成过程，并获得相应的氢芳基化产物8bb–8bg (71-98% 反应收率, 96-98% ee)。同时，该小组发现，采用反式-2-苯基乙烯基硼酸(7h)作为反应底物时，同样能够将烯基顺利引入至共轭烯酮底物中，并以优良的对映选择性 (93% ee)获得相应的手性产物8bh。值得注意的是，在相同的反应条件下，采用[RhCl((R,R)-Ph-nbd)]2作为催化剂，则观察到较低的对映选择性控制，例如产物8da、8fb以及8bh。同时，作者通过对[RhCl((1R,4S)-L1a)]2与[RhCl((R,R)-Ph-nbd)]2之间X-射线单晶结构的比较，进而对上述反应过程中对映选择性的控制因素进行深入研究 (详见Supporting Information)。

此外，作者选择(1R,4S)-L1作为手性配体，对1,6-烯炔衍生物参与的不对称芳基化环化反应方法学进行研究，进而进一步阐明手性二烯配体的self-replication过程 (Table 3)。实验结果表明，在采用(1R,4S)-L1e作为手性配体时，1,6-烯炔衍生物1与PhB(OH)2之间的环化过程，能够获得83%收率与99% ee的手性产物 (1S,4R)-2。并且，手性产物 (1S,4R)-2同样能够继续通过Scheme 1中的三步反应过程，转化为对映纯的二烯配体 (1S,4R)-L1a。通过上述的反应过程，进而成功实现互为对映体的两种手性二烯配体之间的self-replication。因此，选择手性二烯配体的其中一种对映体，经历上述的芳基化环化以及后续的转化步骤之后，能够最终获得这一手性二烯配体的对映体。同时，作者观察到，选择L3作为手性配体时，能够获得60%收率与87% ee的具有相反构型的对映纯产物 (1R,4S)-2。

总结

台湾清华大学T. Hayashi与内蒙古大学明佳林课题组共同报道一种新型的具有双环[2.2.1]庚二烯骨架以及桥头碳原子中具有甲基与酯基取代基团的手性二烯配体 (1R,4S)-L1的合成设计策略。并且，作者发现，这一新型的手性二烯配体在铑催化的芳基或烯基硼酸与α,β-不饱和羰基化合物之间的不对称共轭加成过程中，能够表现出优良的催化活性与高度的对映选择性控制。此外，这一全新的手性二烯配体 (1R,4S)-L1同样能够进一步应用于铑催化的1,6-烯炔衍生物1的不对称芳基化双重环化反应的研究，并获得99% ee的双环产物 (1S, 4R)-2。而且，作者进一步发现，双环产物(1S, 4R)-2能够进一步作为合成手性二烯配体(1R, 4S)-L1的重要前体。

参考文献

[1] (a) T. Hayashi, K. Ueyama, N. Tokunaga, K. Yoshida, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11508. doi: 10.1021/ja037367z.

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[5] R. Shintani, K. Okamoto, Y. Otomaru, K. Ueyama, T. Hayashi, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 54. doi: 10.1021/ja044021v.

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本文作者：杉杉

导读

α-吡啶酮和α-吡喃酮是天然产物和生物活性分子中常见的骨架。近日，上海有机所梅天胜和浙江大学洪鑫课题组合作在Nat.Commun.上发表论文，报道了电化学Rh催化丙烯酰胺与炔烃的C-H环化反应，从而获得良好至优异收率的α-吡啶酮和α-吡啶酮化合物。同时，当使用不对称炔烃时，具有极好的区域选择性。其次，与传统过渡金属催化C-H环比相比，该方法可避免化学计量的金属氧化剂的使用。

Divergent rhodium-catalyzed electrochemical vinylic C-H annulation of acrylamides with alkynes

Yi-Kang Xing, Xin-Ran Chen, Qi-Liang Yang, Shuo-Qing Zhang, Hai-Ming Guo, Xin Hong &Tian-Sheng Mei

Nat.Commun. 2021, 12, 930. DOI:10.1038/s41467-021-21190-8

正文

α-吡啶酮和α-吡喃酮是天然产物和生物活性分子中常见的骨架，而过渡金属催化丙烯酰胺或丙烯酸与炔烃的C-H环化反应是高效的合成工具。2009年，Miura等[1]报道了使用Ag2CO3作为氧化剂，通过Rh催化取代丙烯酸与炔烃的氧化偶联反应，从而获得α-吡喃酮类化合物。随后，Li和Rovis等[2,3]报道了使用化学计量的过渡金属氧化剂以及高温条件，实现了Rh催化丙烯酰胺和炔烃的C-H环化反应，从而获得α-吡啶酮（Fig. 1a, left side）。受此启发，已实现多种过渡金属催化（如Rh、Ru、Co、Pd、Fe等）炔烃的C-H环化反应，从而合成α-吡啶酮或α-吡喃酮。尽管已取得一定的成果，但仍存在一定的局限性：（1）较高的反应温度（100-120 ℃）；（2）需化学计量的过渡金属氧化剂以再生催化剂，如Cu(OAc)2或AgOAc。

近年来，由于电流可替代传统的氧化和还原剂，电化学合成备受关注，已实现过电化学促进过渡金属催化（如Co，Ru，Rh和Cu）芳烃C-H与炔烃的环合反应。相比之下，用炔烃进行的电化学乙烯式C-H环化的研究较少。最近，作者课题组[4]报道了电化学Ir催化丙烯酸与内炔烃的乙烯基C-H环化反应，从而获得高收率的α-吡喃酮，但末端炔烃不适用于该体系。随后，Ackermann等[5]报道了在高温（140 ℃）条件下，通过电化学Ru催化实现丙烯酰胺与对称内炔烃的乙烯基C-H环化反应。在此，上海有机所梅天胜和浙江大学洪鑫课题组共同合作报道了电化学Rh催化丙烯酰胺与炔烃的C-H环化反应，从而获得良好至优异收率的α-吡啶酮和α-吡啶酮化合物（Fig. 1b）。同时，末端炔烃也作为良好的底物。

首先，作者以2-甲基丙烯酰胺（1a）和二苯基乙炔（2a）作为模型底物，进行了相关环化反应条件的筛选（Table 1）。反应的最佳条件为：以(Cp*RhCl2)2作为催化剂，使用n-Bu4NOAc为电解质，MeOH为溶剂，可在1.5 mA恒流电解条件下反应，获得91％收率的目标产物3a。

在获得上述最佳反应条件后，作者开始对底物进行了扩展（Fig. 2）。首先，各种烷基、酯、醚、芳基等取代的丙烯酰胺，均可顺利反应，获得相应的产物3a和6a–6r。其次，对于对称的二芳基乙炔和二烷基乙炔，均与体系兼容，获得相应的产物7a–7o。对于非对称的炔烃，则由芳烃电子性质控制区域选择性，如正丁基苯基乙炔（7p）可获得适度的区域选择性，而使用缺电子的芳基乙炔时（7q和7r），可以获得极佳的区域选择性。此外，一系列末端炔烃底物，均具有良好的区域选择性，获得产物7s–7x。值得注意的是，3a的克级实验同样取得预期的结果，进一步证明了反应的实用性（Fig. 2b）。

紧接着，在标准反应条件下，当使用一系列取代的丙烯酰胺，如烷基、酯、醚、芳基等，反应均具有良好的耐受性，从而以中等至良好收率的α-吡啶酮4b和9a–9l（Fig. 3）。

随后，作者开始对反应机理进行了进一步研究。首先，在无炔烃时，丙烯酰胺1a在标准条件下于CH3OD中反应时，观察到大量的H/D交换，表明C-H活化步骤是可逆的（Fig. 4a）。其次，通过比较丙烯酰胺5e和相应氘代底物5e–d4的平行实验，从而确定了动力学同位素效应（KIE）值为1.4（Fig. 4b）。

紧接着，在无电流时，将丙烯酰胺1a或5m、二苯乙炔2a置于标准条件下反应时，以高收率获得铑夹心配合物10和11（Fig. 5a）。同时，配合物10可在电化学条件下继续反应，获得产物3a（Fig. 5b）。此外，当以配合物10作为催化剂时，底物1a和2a可顺利反应，获得产物3a，从而表明配合物10作为电化学C-H环化中有效的中间体和催化剂（Fig. 5c）。

此外，通过循环伏安（CV）实验发现，配合物10在0.70 V处显示第一个氧化峰（曲线d），该峰明显低于反应中其他组分的氧化电位，从而表明阳极氧化作用是将二烯-Rh（I）配合物氧化为活性Rh（III）配合物，同时释放产物（Fig. 6）。

根据上述的实验，作者提出了一种可能的反应机理（Fig. 9）。首先，配合物A通过C-H活化形成环金属化的Rh（III）中间体B，再与炔烃配位获得配合物C。紧接着，配合物C经迁移插入形成七元铑配合物D，可经离子分步或中性协同还原消除，从而得到Rh（I）配合物10或配合物E。最后，中间体10或E经阳极氧化后，从而获得产物，并生成配合物A，已完成催化循环。

总结

上海有机所梅天胜和浙江大学洪鑫课题组共同合作报道了一种电化学Rh（III）催化丙烯酰胺与炔烃的C-H环化反应，从而获得良好至优异收率的α-吡啶酮和α-吡啶酮化合物。同时，当使用不对称炔烃时，反应具有极好的区域选择性。此外，反应涉及铑催化C-H活化和炔烃插入形成七元环乙烯基铑中间体，再经中性协同还原消除或通过离子分步途径以生成目标产物。

参考文献

[1] Mochida, S., Hirano, K., Satoh, T. & Miura, M. Synthesis of functionalized α-pyrone and butenolide derivatives by rhodium-catalyzed oxidative coupling of substituted acrylic acids with alkynes and alkenes. J. Org. Chem. 74, 6295-6298 (2009).

[2] Su, Y., Zhao, M., Han, K., Song, G. & Li, X. Synthesis of 2-pyridones and iminoesters via Rh(III)-catalyzed oxidative coupling between acrylamides and alkynes. Org. Lett. 12, 5462-5465 (2010).

[3] Hyster, T. K. &Rovis, T. An improved catalyst architecture for rhodium(III) catalyzed C-H activation and its application to pyridone synthesis. Chem. Sci. 2, 1606-1610 (2011).

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[5] Yang, L. et al. Azaruthena(II)-bicyclo[3.2.0]heptadiene: key intermediate for ruthenaelectro(II/III/I)-catalyzed alkyne annulations. Angew. Chem. Int. Ed. 59, 11130-11135 (2020).

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