科学研究

周其林:铱催化α-烯烃与丙烯酰胺的对映选择性氢烯基化反应
2025-04-03



导读

       近日,南开大学有机新物质创造前沿科学中心周其林教授团队以“Ligand Enabled Iridium-Catalyzed Enantioselective Hydroalkenylation of α-Olefins and Styrenes with Acrylamides”为题在《Journal of the American Chemical Society》期刊发表论文,南开大学有机新物质创造前沿科学中心为论文通讯单位,第一作者为南开大学博士研究生王凯,文章通讯作者为南开大学周其林院士,该项工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。

       团队设计合成了基于螺二氢茚骨架的一类新型的螺环双亚磷酸酯配体,并将其应用于铱催化的α-烯烃和苯乙烯与丙烯酰胺的高对映选择性氢烯基化反应。该反应表现出优异的支链选择性和高对映选择性,同时具有广泛的底物范围和良好的官能团耐受性。为γ-取代的手性丙烯酰胺的合成提供了高效的合成方法。通过引入邻位甲基调控配体的空间位阻,显著提高了催化剂的立体控制能力,通过DFT计算证实邻位甲基是控制区域选择性和对映选择性的关键。这一成果不仅丰富了手性螺环膦配体的种类,也为其他不对称反应配体设计提供了新的思路。


工作亮点



该工作的特点包括:

       (1)开发了基于1,1'-螺二氢茚-7,7'-二酚(SPINOL)骨架的手性螺环双亚磷酸酯配体,通过在联苯二酚邻位引入甲基、乙基调控空间位阻,显著提高了催化剂的立体控制能力,通过DFT计算证实邻位甲基是控制区域选择性和对映选择性的关键;

       (2)丙烯酰胺部分兼容芳基、萘基、甲基等多种取代基,烯烃部分可以兼容丁烯、杂环烯烃等α-烯烃;

       (3)氘代实验和DFT计算表明反应中氢铱化步骤可逆,随后烯烃迁移插入到铱碳键是反应的区域和对映选择性决定步。该方法成功用于药物分子(如吲哚美辛、非诺贝特)和天然产物(如L-薄荷醇、雌酮、胆固醇)的衍生化,为合成含叔碳烯丙基手性中心的生物活性分子提供了高效途径。


文献信息

Kai Wang, Kai-Yuan Tian, Xin-Ning Wang, Jing-Hao Chen, Chao Fan, Qi-Lin Zhou*, J. Am. Chem. Soc., 2025, DOI: 10.1021/jacs.4c18412