通过动力学拆分不对称铜催化的炔和叠氮环加成E-CuAAC反应

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自从SharplessMeldal等人报道扩展应用铜催化的炔和叠氮环加成Click反应以来,该合成方法已经受到了极大的发展。铜催化的炔和叠氮环加成(CuAAC)反应是一类温和,高效和高度兼容性的方法策略,但是不对称催化的CuAAC反应的发展受到了极大的限制。主要原因有两种:1)在形成三氮唑环时需要控制手性中心的形成,三氮唑环是一个SP2杂化环,很少该类报道的不对称CuAAC反应。2)由于CuAAC反应非常高效,在不对称CuAAC反应体系里会存在着非对映选择性的CuAAC反应,这样会降低不对称CuAAC的对映选择性。

    近日,明尼苏达大学Joseph J.Topczewski课题组报道通过动力学拆分的方法完成不对称铜催化的炔和叠氮环加成E-CuAAC反应该策略应用较为广泛,在测试的底物类型中能够得到95%的收率和99:1的对映选择性。事实上,作者的思路是底物烯丙基叠氮能够发生[3,3]-重排,手性催化剂例如(Cu-Box)能够完成某一特定构型叠氮结构的CuAAC反应,通过[3,3]-重排完成该类反应的对映选择性的动力学拆分。

    作者以消旋的烯丙基叠氮1a和炔丙酸酯2a为模版底物,摸索CuAAC反应最佳实验条件中,对比其他铜催化剂如CuI或Cu(MeCN)4PF6, 以2.5mol%(CuOTf)2PhMe为铜催化剂,L4(R=4-Cl-Ph)为最佳配体,在DME溶液中40℃搅拌24h后得到动力学产物98%和99:1的对映选择性比例。


作者扩展了一系列底物模型,将苯炔中苯环取代基更改后发现,苯环上吸电子或者给电子取代基 (3a-3j)对于反应收率和对映选择性没有直接的影响。将炔烃取代大位阻的叔丁基是会导致收率下架3k3l,但对映选择性没有改变。

   同时作者也发现,烯丙基上的取代基团会对反应对映选择性产生一些影响。例如当烯丙基上的基团体积增大(3t-3aa),苯环若加上吸电子基团如CF3则会使得对映选择性比例增加(3p-3w)。

   作者也测试在炔基末端取代为复杂的大分子,该反应依然给出较好的收率和对映选择性结果。

   为了展示该反应能够完美的控制E-CuAAC反应手性中心,作者将底物烯丙基叠氮1a和手性仲醇炔基化合物4反应,实际上,若将配体L4换成对映体ent-L4,两种非对映产物的比例并没有多大差别。

结语:明尼苏达大学Joseph J.Topczewski课题组首例报道通过动力学拆分方法完成不对称铜催化的炔和叠氮环加成E-CuAAC反应,该策略官能团兼容性好,底物范围广,对铜催化的炔和叠氮环加成“点击化学”反应做出很大的完善和扩展。


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