【ACIE】电化学条件下的新型催化系统:Rh(III)/手性羧酸催化的不对称C‒H环化反应

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       近十年来,过渡金属催化的不对称C–H官能化已经成为一种有效而强大的合成手段。其中,CpRh(III)由于其多样的反应性、良好的官能团兼容性和稳定性而备受关注。而该研究团队进一步将无手性CpRh(III)与手性羧酸(CCA)结合,构建了高效的过渡金属催化的不对称C–H活化体系。然而,此混合催化仅限于氧化还原中性的C-H活化反应,而将其应用于氧化性的不对称C–H活化一直是一项具有挑战性的任务。

        近期,有研究团队取得了一项重要的突破,成功发展了一种电化学条件下的新型催化系统。在这项研究中,研究人员成功地在无隔膜电池中,采用电化学方法在室温下进行了CpRh(III)-催化的亚砜胺与炔烃的不对称C‒H环化反应。通过使用手性羧酸(CCA)作为催化剂,得到了广泛的手性富集1,2-苯并噻嗪产物,其产率高,对映选择性优越(最高可达99%产率和98:2 er)。通过在批式反应器中的规模化反应,验证了该方法的实际可行性。此外,研究人员成功分离、表征了关键的手性CpRh(III)中间体,并对其进行了转化,为Rh(III)/Rh(I)电催化循环提供了理论支持。

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图片来源:ACIE

       值得注意的是,该研究还探索了过渡金属催化的不对称电化学C–H官能化的新方向。近年来,过渡金属催化的电催化C–H官能化已经成为在温和条件下实现氧化C–H转化的强大技术。然而,在电化学条件下使用易得的手性羧酸作为催化剂仍然面临着挑战,其中包括手性羧酸在电氧化条件下可能通过副反应消耗、竞争的Rh-催化C–H乙酰氧化反应和电解液溶液可能不与手性羧酸相容等困难。在此研究中,研究人员成功地克服了上述挑战,通过电化学手段实现了Cp*Rh(III)/CCA-催化的不对称氧化C–H环化反应。通过使用电力作为唯一的绿色氧化剂,成功获取了多种手性1,2-苯并噻嗪产物,其产率高,对映选择性卓越。此方法不仅为合成手性分子提供了一种可持续的新途径,同时也为研究人员提供了一种有望在其他催化反应中应用的电催化手性CCAs的方法。

标题:Electrooxidative Rhodium(III)/Chiral Carboxylic Acid-Catalyzed Enantioselective CH Annulation of Sulfoximines with Alkynes

作者:Gang Zhou, Tao Zhou,  Ao-Lian Jiang, Pu-Fan Qian, Jun-Yi Li, Bo-Yang Jiang, Zi-Jia Chen, and Bing-Feng Shi

链接:https://doi.org/10.1002/anie.202319871

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