Angew. Chem. :不对称有机催化法合成手性共价有机框架及其异相不对称催化应用

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手性共价有机框架(COF)催化剂在不对称催化领域有广阔的应用前景。作为合成手性化合物最有效手段,不对称催化法却很少应用于手性COF的合成。目前仅有一例手性金属-配合物催化剂催化合成手性COF的报道(J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 16915−16920),而作为同等重要的不对称有机催化法至今尚未应用于手性COF的合成。

图1 手性2-甲基吡咯烷催化的手性COFs的合成。

最近,山东师范大学董育斌课题组报道了利用不对称有机聚合法合成手性COF的工作。在手性有机小分子催化剂2-甲基吡咯烷存在下,通过潜手性醛和伯胺单体的不对称聚合合成了一系列(Λ)-和(Δ)-β-酮烯胺-COFs。由于反应条件温和,基于该方法的手性COF的克级制备可以顺利实现。


由于存在β-酮烯胺螯合配位官能团,所合成的手性TpPa-1可以通过配位方式负载Cu(II)离子,实现其进一步的功能化。Cu(II)的负载并没有影响COF的晶态和手性结构特征。得到的Cu(II)@(Λ)-TpPa-1可以高效地催化A3-偶联反应,其产率和ee值高达99和98%,并通过X-射线单晶衍射确定了偶联产物的绝对构型。


通过与壳聚糖的复合,课题组制备了固定床反应器模型,实现了A3-偶联反应的克级催化和产物-催化剂的便捷分离。该复合催化材料化学稳定性好,可以重复利用至少10次。


该研究突出了不对称有机聚合法合成手性COF并将之应用于异相不对称催化的可行性。

文信息

Synthesis of Chiral Covalent Organic Frameworks via Asymmetric Organocatalysis for Heterogeneous Asymmetric Catalysis

Fei Li, Jing-Lan Kan, Bing-Jian Yao,* and Yu-Bin Dong*


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202115044


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