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上海有機所在鎳催化吡啶選擇性C-H官能團化反應方面取得進展
2019-08-16 金属有机化学国家重点实验室 | 【】【打印】【關閉

  吡啶是一類重要的雜環,廣泛存在于藥物和活性天然産物分子中。據FDA統計,吡啶是藥物分子中出現最多的含氮芳環。此外,吡啶是一種重要的合成中間體以及配體設計的重要結構單元。因此,對吡啶類化合物構建和修飾方法的研究具有重要意義。其中,吡啶的不對稱C-H鍵官能團化是合成手性吡啶類化合物最直接的方法,具備高度的原子經濟性和步驟經濟性。但目前該方面的研究鮮有報道,主要難點在于缺乏能同時控制活性和選擇性的配體。 

  中國科學院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室施世良课题组一直致力于发展新型手性氮杂环卡宾(NHC)配体,相继报道了系列新型大位阻手性NHC配体,例如ANIPE和SIPE等,并应用于铜催化α-烯烃不对称马氏氢硼化反应(Angew. Chem. Int. Ed, 2018, 57, 1376)和镍催化醇和炔烃偶联制备手性烯丙醇的反应中(ACS Catal, 2019, 9, 1)。近期,他们利用这类大位阻强给电的NHC配体实现了首例镍催化吡啶区域和对映选择性C-H环化反应(J. Am. Chem. Soc, 2019, 141, 5628 见图一),快速构建了高对映选择性的5,6,7,8-四氢喹啉和5,6,7,8-四氢异喹啉类化合物(高达99%收率和99% ee)。该方法具有较好的底物适用性和官能团兼容性。利用吡啶间位烯烃取代的底物可得到专一的对位endo-关环产物,吡啶邻位或对位取代的烯烃底物可得到间位endo-关环产物。反应对于诸如酯基,带有活泼氢的酰胺等官能团和苯并呋喃,吲哚,吗啉,吡咯等杂环具有很好的兼容性。反应适用于1,1-二取代烯烃、苯乙烯、共轭二烯、和三取代烯烃等。值得一提的是,通过其他方法例如发展完善的不对称催化氢化反应,很难获得该类手性杂环化合物。该研究工作为吡啶的直接不对称官能团化提供了新方法,也拓展了廉价金属催化的不对称C-H活化反应范围。 

  上述研究得到了国家自然科学基金委、中國科學院战略性先导科技专项(B类)、金属有机化学国家重点实验室的资助。

  圖一.鎳催化吡啶區域和對映選擇性C-H環化反應

 
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