Angew. Chem. :不对称钯迁移合成笼手性邻碳硼烷

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碳硼烷是由碳氢和硼氢顶点组成的二十面体笼状分子,作为苯环的三维类似物,在医药、能源及材料等领域有着重要的应用。近年来,过渡金属催化区域选择性B-H活化在构建官能团化碳硼烷方面取得了很大进展,其中硼-金属关键中间体通常经由氧化加成、转金属或亲电金属化路径生成。此外,金属迁移也成为在硼笼特定位置引入过渡金属的新方法。另一方面,在邻碳硼烷的二十面体顶点引入取代基可以降低分子对称性,从而形成笼手性分子。但通过B-H键的不对称官能团化来实现碳硼烷笼手性的构建仍然是一项极具挑战性的任务。

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最近,上海有机所沪港化学合成联合实验室谢作伟院士和上海大学邱早早教授合作,在手性Trost配体作用下通过不对称1,4-钯迁移过程,以优秀的收率和对映选择性合成双取代笼手性碳硼烷。该反应具有优秀的底物适用性,吸电子和给电子基取代的二芳基乙炔都能获得很好的反应效果,产物对映选择性最高可达98% ee,同时也适用于噻吩、呋喃等杂芳环取代的炔烃。此外,在碘迁移完成后向体系中加入烷基或者芳基格氏试剂,能够通过钯催化一锅法得到具有笼手性的双官能团化产物。

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作者通过一系列控制实验和非线性效应等机理研究推测活性催化物种中的仅包含一个膦和酰胺单元,金属1,4-迁移过程的对映选择性由手性Trost 配体控制。DFT理论计算和非共价相互作用分析显示过渡态TS-(S)-B(4)中的 π−π 相互作用明显大于TS-(R)-B(7) 中的 π−π 作用,且过渡态TS-(S)-B(4)表现出比TS-(R)-B(7)更多的C−H···H−B 相互作用。这些差异可以稳定过渡态TS-(S)-B(4),从而决定反应的对映选择性。

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本工作利用不对称金属迁移策略,为双取代笼手性邻碳硼烷衍生物的对映选择性合成提供了有效的方法,从而拓展了手性硼笼化合物的转化与应用研究空间。

文信息

Asymmetric Palladium Migration for Synthesis of Chiral-at-Cage o-Carboranes

Chenyang Guo, Prof. Dr. Jie Zhang, Dr. Yixiu Ge, Prof. Dr. Zaozao Qiu, Prof. Dr. Zuowei Xie


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202416987

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