上海有机所在电促镍催化不对称串联反应方面取得研究进展
文章来源：上海有机化学研究所 | 发布时间：2023-10-31 | 【】 【】
中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室梅天胜课题组一直致力于金属有机电化学合成研究，基于“电极调控金属价态-金属调控反应选择性”的研究理念，利用配体调控金属催化剂与电极之间的电子转移以及反应选择性，发展了过渡金属作为分子电催化剂的间接电解策略，构建了电促金属催化新体系。在前期的研究中，梅天胜课题组利用阳极氧化调控金属高价态，实现了烷烃、芳烃、烯烃的碳氢键选择性转化（j. am. chem. soc. 2017, 139, 3293、j. am. chem. soc. 2018, 140, 11487、j. am. chem. soc. 2019, 141, 18970、acc. chem. res. 2020, 53, 300、nat. commun. 2021, 12, 930）以及不对称碳氢键官能团化（angew. chem. int. ed. 2020, 59, 15254、j. am. chem. soc. 2021, 143, 15599、ccs chem. 2022, 4, 3181）；利用阴极还原调控金属镍低价态，实现了室温下芳基卤代物的硫醚化、烷基化和胺化反应（angew. chem. int. ed. 2019, 58, 5033、angew. chem. int. ed. 2020, 59, 6520、angew. chem. int. ed. 2021, 60, 9444）以及芳基卤代物的不对称还原偶联反应（j. am. chem. soc. 2020, 142, 9872、nat. commun. 2022, 13, 7318、nat. commun. 2023, 14, 2322、sci. bull. 2023, 68, 2033）。最近，该课题组报道了电促镍催化烯烃与芳基卤代物和烷基溴的不对称还原交叉偶联反应，以优异的对映选择性构建了a-芳基羰基化合物（j. am. chem. soc. 2023, 10.1021/jacs.3c10109）。
过渡金属催化的有机卤化物与有机金属试剂的交叉偶联是制备手性分子的有力工具。在过去的几年中，许多ni催化的烯烃碳芳基化反应已经得到发展。例如，2016年baran课题组报道了一种ni催化的三组分丙烯酸酯的烷基芳基化反应，使用了三级烷基nhpi酯和芳基锌试剂。最近，烯烃和芳基、烷基卤代物的三组分的不对称还原偶联反应也取得了进展。然而，此反应目前仅限于芳基溴代物或者碘代物作为亲电试剂，而反应活性较低的芳基氯代物的并没有相关报道。在ni催化的烯烃不对称串联反应中实现芳基氯代物的活化仍然是一个挑战。
有机电合成利用清洁的电能驱动氧化还原反应，无需外加化学氧化剂或还原剂，同时其电流电位可以精准调控，在合成化学中具有巨大的应用潜力。最近，电促镍催化的不对称还原偶联反应取得了长足的进步，然而依然局限于两个亲电试剂的不对称还原偶联反应。
近日，梅天胜课题组利用联咪唑啉配体，实现了电促镍催化的烯烃、芳基卤代物以及烷基溴代物的分子间不对称串联反应，实现了手性a-芳基羰基化合物的构建。该反应底物适用范围广泛，对于难以活化的氯苯以及杂芳基氯苯也能以良好的收率和对映选择性得到相应的产物。此外，该方法可以实现多种药物分子和生物活性分子衍生物的高对映选择性合成。循环伏安实验和电极电位研究表明，阴极还原产生的一价镍物种分别通过氧化加成激活芳基卤代物和单电子转移激活烷基溴代物参与反应。
图 1：电化学促进镍催化的不对称还原交叉偶联反应
该论文的第一作者为中国科学院上海有机化学研究所博士生王运召，梅天胜研究员为通讯作者。该研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、上海市科委以及金属有机化学国家重点实验室的资助。
