作者:Thamarasee Jeewandara，Phys
（同organic）有机 过渡金属催化剂催化不对称烯丙基取代反应合成低碳烯烃的策略
(一)含有高烯丙基立体中心的低碳烯烃的精选天然产物
我，甲基
(二)过渡金属催化的不对称烯丙基取代反应的一般机理，涉及直链、支链或直链烯烃底物，所有这些都包括一个或一组被称为离去基团的原子
学分:理科，doi:10
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abd6095 在合成有机化学中，由于其相对的热力学不稳定性，Z-烯烃是在实验室中生产的具有挑战性的合成目标
Z-烯烃形成一种不饱和化合物，化学式为CnH2n，易于异构化
用于合成光学活性α-烯烃产品的类似反应很少
在一份发表在《科学》杂志上的新报告中，如江和中国上海中国科学院大学的一个研究小组详细描述了铱催化的不对称烯丙基取代反应，该反应在建立相邻的四元立体中心的同时保留了Z-烯烃的几何构型
研究小组观察到瞬时反π-烯丙基-铱中间体的形成，以及它们在异构化形成热力学上更稳定的顺式-π-烯丙基-铱对应物之前被外部亲核试剂(电子供体)捕获
该结果为实验室制备手性Z-烯烃化合物提供了一种有前景的方法
烯烃 烯烃的Z型几何异构体是自然界中广泛观察到的基本结构
然而，与它们的E型对应物相比，Z-烯烃相对不稳定，因此，在有机化学中很难选择性地合成它们
获得Z-烯烃的常见方法包括E-烯烃的光致异构化、威丁烯化、Z-选择性交叉易位、Z-保持性交叉偶联和将Z-烯丙基硼亲核试剂不对称加成到酮和亚胺上
具有高烯丙基立体中心的Z-烯烃通常嵌在不同的天然产物和生物活性分子中，从而在合成有机化学中引起了极大的兴趣
研究人员已经证明了在过渡金属包括钼、钯、铱和铑的催化下进行不对称烯丙基取代反应的能力
自1997年首次报道以来，铱催化的不对称烯丙基取代反应因其极高的区域选择性和对映选择性而引起了广泛关注
在这项工作中，姜等人
报道了线性烯丙基底物与色胺和色氨酸的反应
在对反应机理的综合分析中，他们注意到在异构化形成热力学稳定的顺式-π-烯丙基-铱配合物之前，形成了关键的反π-烯丙基-铱配合物
吲哚衍生物的铱催化的氮保留不对称烯丙基取代反应的底物范围
除非另有说明，所有反应都是根据这里给出的条件进行的
通过粗混合物的1H核磁共振分析来确定Z型与E型的几何比和非对映体比
报道了z3的分离产率
ee值通过高效液相色谱分析和手性固定相测定
星号表示Z/E比为7:1
单匕首符号表示Z/E比为8:1
双匕首符号表示反应进行了1天
截面符号表示Z/E比为11:1
段落符号表示反应使用(Z)-非-2-烯-1-基乙酸酯、[铱(化学需氧量)氯]2 (3摩尔%)、(S)-L1 (6摩尔%)、三溴二苯醚(1
0当量)和四丁基溴化铵(0
5当量)在0℃的氯仿中
磅符号表示反应使用相应的Z-烯丙基乙酸酯、[Ir(COD)Cl]2 (4
5 mol %)，(S)-L2 (9 mol %)，铟(OTf)3 (0
Z-3aS和Z-3aT 5当量；Z-3aU的1当量)在10℃的氯甲烷中放置2天
Bn，苄基；Bu，丁基；Et，乙基；Ms，mesylPh，苯基；PMB，对甲氧基苄基；对甲苯醇，对甲苯基；Ts，tosyl
学分:理科，doi:10
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abd6095 合成过程 研究人员首先研究了不对称烯丙基去芳构化反应，包括亲核试剂，如N-甲基色氨酸和Z-肉桂酰基衍生物
通过使用乙酸肉桂酯，他们在其他合成化合物的存在下，与衍生自铱环辛二烯氯二聚体的催化剂实现了所需的反应
科学家们以2:1的Z型与E型几何比获得了中等产率和对映选择性的目标产物
然后，他们优化了成分，以提高合成产品的质量和产量
基于所提出的Z-保持不对称烯丙基取代反应，姜等
获得了多种官能团的相容性，可耐受广泛的底物范围
该团队成功地合成了50多个例子的(同)色氨酸、色胺和吲哚底物，它们带有一个基于碳的侧基亲核体，使用了肉桂酰基衍生物
几乎所有的反应都提供了大于20∶1的Z型与E型比例的产率
实例包括相应的Z-肉桂酰化呋喃吲哚啉(缩写为Z-3aA至Z-3pA)、四氢吡喃吲哚啉(缩写为Z-3qA)、吡咯并吲哚啉(缩写为Z-3a′A至Z-3o′A)和六氢环戊二烯醛(缩写为Z-3a′A至Z-3c′A)，具有高达94%的良好产率
一般来说，在吲哚环的可用位置取代不同的电子和空间性质对反应的效率或对映选择性没有有害影响
研究人员利用x光结晶学分析确定了产品的结构和绝对构型
然后，他们还检查了右旋和左旋色氨酸衍生物的性能
在随后的反应中获得的代表性产物与Ir催化的Z-保持不对称烯丙基取代反应的产物
反应条件:(a)钯(PPh3)4 (0
5 mol %)，Cs2CO3 (2当量)，ArB(OH)2 (1
5当量)，乙腈，50℃；4 (2当量)，THF/二甘醇二甲醚(1:1)，110℃，24小时；5 (2当量)、氯化锂(4当量)、甲苯/THF/TMU，110℃，24小时；DDQ (1
5当量)、CH2Cl2、NaH2PO4(水溶液1M)；(e) 7 (2当量)，氯化钯(CH3CN)2 (5摩尔%)，氧化磷(15摩尔%)，氯化铯(2
5当量)，乙腈，80℃
Ar，芳基；THF，四氢呋喃；TIPS，三异丙基甲硅烷基；TMU，1，1，3，3-四甲基脲
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abd6095 下游转换 接下来，研究人员研究了如何在不同的下游转化中容易地研究大量的Z-保持不对称烯丙基取代反应的产物
例如，手性呋喃吲哚啉(缩写为3aS)的Z-乙烯基碘化物对芳基硼酸和有机锌试剂具有反应性
这提供了一种替代途径，以高收率(高达82-93%)生产具有代表性的产物，该产物具有红外催化的、Z保持的不对称烯丙基取代反应
科学家们通过一系列分析评估了所提出的Z-保持不对称烯丙基取代反应
他们获得了在催化剂中铱原子以1∶1的摩尔比存在下具有最佳结果的Z-肉桂酰化呋喃吲哚啉(Z-3aA)产物
然后，他们对催化循环中的关键中间体进行了表征，并用核磁共振波谱和x光晶体学分析阐明了它们的结构
该团队还使用电喷雾电离质谱和机理研究来监测反应
这些结果表明配合物从反式异构化为顺式-π-烯丙基-铱配合物
总的来说，这些分析显示了所提出的Z-保持不对称烯丙基取代反应是如何成功地起源于外部亲核试剂对瞬时反π-烯丙基-铱配合物的快速和对映选择性捕获，然后将其转化为热力学更稳定的物种
反应机理研究
(一)拟议的催化循环
关键中间体K1和K2通过核磁共振波谱进行表征，而K2 H2O通过x射线晶体学分析进行表征
HRMS，高分辨率质谱
(二)根据电喷雾电离质谱和31P核磁共振谱的监测结果，K2与Z-或E-肉桂基甲基碳酸酯的反应显示了从反K3到合成K3的异构化，其结果显示在左侧，详细情况由右侧的反应过程图给出
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abd6095 探索合成光谱 科学家们还探索了铱催化的氮保留不对称烯丙基取代反应对其他亲核试剂的延伸
除了含有在酸性条件下起作用的卡雷拉型手性配体的铱催化剂之外，他们还研究了衍生自费里加型手性亚磷酰胺配体的铱催化剂，该配体在碱性条件下适用于这种反应模式
因此，姜等人
使用除色氨酸和色胺以外的不同亲核试剂
在这种情况下，他们从铜源形成前手性亲核体
独立制备的手性环金属化铱配合物促进了瞬时反π-烯丙基铱配合物的发展以及它们的区域和对映选择性捕获
反应范围广，以良好的收率和优异的对映选择性提供了30多个合成样品
科学家们利用x光晶体学分析研究了产品的结构和绝对构型
当研究小组使用乙酸肉桂酯时，他们得到了所需的肉桂酰化产物及其支链异构体的混合物
结果强调了在不对称烯丙基取代反应中使用所提出的方案来适应不同的前手性亲核试剂的可能性
研究人员预计这项工作将发展成为一种在实验室合成手性α-烯烃的广泛实用的方法
红外催化α-氨基酸衍生物的Z保持不对称烯丙基取代反应的底物范围
所有反应都在以下条件下进行
步骤1: 8 (0
2毫摩尔，1当量)，9 (1
2当量)、K5 (2摩尔%)、铜(MeCN)4OTf (5摩尔%)、(硫、磷)-L5 (5
室温下在二氯甲烷(2 ml)中的二氧化氯(1当量)
步骤2:室温下，步骤1的反应残余物，在CH2Cl 2/甲醇(1∶1，4毫升)中的NaBH4 (10当量)
通过步骤1的粗混合物的1 H核磁共振分析来确定Z-型与E-型几何比(Z/E)值
报道了线性z10的分离产率
ee值通过使用手性固定相的高效液相色谱分析来确定
星号表示9 (1
5当量)和K5 (4摩尔%)
单匕首符号表示Z/E比为5
3:1
双匕首符号表示使用了9 (2当量)
Ac，乙酰基；Boc，叔丁氧羰基；Bz，苯甲酰；EWG，吸电子基团；PG，保护基；Pr，丙基；叔丁基二甲基甲硅烷基
学分:理科，doi:10
1126/科学
abd6095
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