白丝出水,波多野结衣在线观看一区二区三区,精品女视频在线观看免费

這篇Nature Catalysis，把催化劑選擇性做到極致！

催化計 2021-06-09

圖片.png

第一作者：Xingxing Wu，Reto M. Witzig

通訊作者：Christof Sparr

通訊作者單位：巴塞爾大學

1.深入研究含6個立體中心的高階立體化學反應

2.拓展了復雜立體結構對映選擇性催化

主要內容

對于立體選擇性催化反應，實現高階立體選擇性是個非常重要的要求，尤其是對含有兩個或者更多立體結構中心的分子。目前常用的控制2ⁿ個立體異構體的方法中通常以(R)、(S)方法定義，但是比這種二元立體結構更高級的構象分析對于催化劑的立體結構調控而言仍是未知。有鑒于此，巴塞爾大學Christof Sparr等報道了一種立體選擇性催化，能夠實現6種不同立體結構產物進行調控。

在該反應方法學中，作者通過控制構象穩(wěn)定立體軸的6個阻轉能壘，在[2+2+2]三元環(huán)加成反應中選擇性構建其中一種對映體結構，產物的立體選擇性最高達到0:0:2:98:0:0。此外，通過對立體選擇性調控，能夠選擇性合成4種主要的立體結構產物。作者展示了具有獨特化學拓撲結構的新型分子，為高階立體選擇性調控提供經驗和指導。

圖片.png

圖1. 6重軸手性結構、異構體構象調控

背景

通常人們將立體化學結構看作(R)、(S)兩種，這種立體化學異構體是根據Le Bel–Van′t Hoff規(guī)則進行定義，但是其中meso型立體結構并未考慮在內。這種(R)、(S)兩分法立體化學概念廣泛應用于立體化學催化反應、以及重要的生物活性分子。通過單鍵旋阻形成的軸立體異構分子是另一種立體化學異構分子，軸立體異構體在有機合成領域得到一些比較獨特的應用。在較低的溫度條件中，這種由于π-去共軛的較低位阻，導致進一步的構象變化，類似丁烷分子表現三種能夠相互快速轉變的構象，這種構象變化不能被稱為多種立體結構。

但是，一些阻旋異構體（atropisomeric）天然產物分子中的C(sp²)-C(sp³)軸在甚至達到溫和條件中，仍能夠保持較高的穩(wěn)定性，因此表現出更多的立體異構體結構。

ōki等報道了具有合適阻轉能壘的C(sp²)-C(sp³)阻轉異構體分子，該類分子中通過受阻的單鍵旋轉，能夠產生6種不同立體結構。

反應設計

圖片.png

圖2. 篩選催化劑體調控立體選擇性

作者通過三炔基修飾的含蒽并乙烯結構作為底物，通過Rh(cod)₂BF₄/SEGPHOS催化劑體系，通過炔烴分子內[2+2+2]成環(huán)，合成了互鎖型分子2a。該反應過程得到三種對映體組成的消旋產物，通過NMR表征驗證反應的對映選擇性比例為1:1.3:1.5，對應比例為13:17:20:20:17:13的6種立體異構體。通過作者通過薄層色譜分離三對異構體，隨后通過HPLC分離不同手性分子，作者發(fā)現由于阻轉能壘較低，異構體在室溫條件能夠發(fā)生相互轉化。作者通過NMR對這種現象進行進一步研究，揭示了其中的旋轉能壘為73~110 kJ mol^-1。由于其中的手性結構能夠相互轉變，這并沒有表現特別重要的意義，但是當阻轉能壘進一步提高，導致無法在溫和條件下實現手性互相轉變，因此阻轉手性選擇性催化劑的重要性就得以展現。

因此，作者選擇合適的底物，保證合成后的產物能夠在阻轉立體結構上產生區(qū)別。隨后考察了不同的催化劑對反應立體選擇性的影響作用，發(fā)現當20 mol % Rh(cod)₂BF₄/20 mol % L4配體，在60 ℃甲苯溶劑中反應6 h，產物的立體選擇性達到0:0:7:93:0:0，該產物的分離產率達到75 %。

反應兼容性

作者考察了底物分子中C(sp²)端結構對反應的產率、選擇性影響情況，具體通過在三重鍵之間引入栓系基團，隨后發(fā)現該反應對修飾甲苯磺酰胺的產物有很好的兼容性，當修飾丙二酸二乙酯能夠進行立體選擇性反應。此外，作者發(fā)現該反應能夠用于軸手性立體選擇性制備C(sp²)-C(sp³)/C(sp²)-N雙軸手性分子，這種分子由于含有6重和2重軸手性結構導致可能形成12種立體結構產物。

作者發(fā)現，該反應生成的產物在進行基于自由基級聯光催化后續(xù)反應中，產物的立體結構很好的保持。

立體發(fā)散性合成

圖片.png

圖3. 發(fā)散性立體合成

隨后作者通過配體調控，嘗試了該方法學的立體發(fā)散合成情況。當催化劑體系為[Rh(C₂H₄)₂Cl₂]/IPr L5，反應選擇性生成(±c)-2b產物；當反應催化劑體系為[Rh(C₂H₄)₂Cl₂]/IPr L6，反應在100 ℃中反應，反應對 (+c)-2b表現了一定選擇性；當反應催化劑體系為[Rh(C₂H₄)₂Cl₂]/IPr L7，反應中(-c)-2b表現為主要產物，產物立體選擇性達到0:78:5:12:5:0。因此，作者通過催化劑配體的調控，實現了對四種不同立體選擇性產物。