第一作者：Ye-Wei Chen, Yehao Qiu

通訊作者：何智濤，John F. Hartwig

通訊單位：中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所，加州大學(xué)伯克利分校

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對(duì)未受約束的?C(sp³)-C(sp³)鍵進(jìn)行催化不對(duì)稱(chēng)官能化是立體選擇性編輯分子結(jié)構(gòu)的一種有前途的策略，但這種反應(yīng)很少見(jiàn)?，F(xiàn)有的C-C鍵催化官能化方法通常涉及應(yīng)變結(jié)構(gòu)中的C-C鍵。

本論文報(bào)道了一種在烯丙基C(sp³)-C(sp³)鍵中實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)官能化的策略，這一策略對(duì)于立體選擇性地編輯分子結(jié)構(gòu)具有重要意義。研究團(tuán)隊(duì)建立了動(dòng)力學(xué)分辨率（KR）和動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)化（DYKAT）的協(xié)議，以在反應(yīng)物中的C(sp³)-C(sp³)鍵位置構(gòu)建新的C-C鍵。

研究表明，即使在未受約束的C-C鍵中也能實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)官能化，且烷基C-C鍵可以作為離去基團(tuán)，而非穩(wěn)定的產(chǎn)品，在不對(duì)稱(chēng)烯丙基取代反應(yīng)中發(fā)揮作用。通過(guò)機(jī)理實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論計(jì)算揭示了通過(guò)二烯形成實(shí)現(xiàn)消旋化的過(guò)程，從而使該過(guò)程作為動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)化發(fā)生。

圖文導(dǎo)讀

圖1：在張力底物中的不對(duì)稱(chēng)C(sp³)-C(sp³)鍵活化的背景，已知的不對(duì)稱(chēng)烯丙基取代反應(yīng)模型。

圖2：KR^a實(shí)現(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)烯丙基C(sp³)-C(sp³)鍵烷基化的范圍，包括不同底物的轉(zhuǎn)化率和對(duì)映體選擇性。

圖3：DYKAT實(shí)現(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)烯丙基C(sp³)-C(sp³)鍵烷基化的范圍和應(yīng)用，包括不同底物的轉(zhuǎn)化率和對(duì)映體選擇性。

圖4：DYKAT過(guò)程的實(shí)驗(yàn)機(jī)理研究，包括初始速率比較、反應(yīng)剖面、動(dòng)力學(xué)順序。

圖5：在DYKAT條件下，1b和2i之間的反應(yīng)的DFT計(jì)算。

總結(jié)展望

本研究成功開(kāi)發(fā)了一種新穎的催化不對(duì)稱(chēng)官能化方法，用于未受約束的?C(sp³)-C(sp³)鍵，為合成含有手性中心的有機(jī)分子提供了新的途徑。通過(guò)KR和DYKAT兩種策略，實(shí)現(xiàn)了在通常穩(wěn)定的C-C鍵處構(gòu)建新的C-C鍵，這在有機(jī)合成中具有重要的應(yīng)用前景。

研究還通過(guò)機(jī)理實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算深入理解了反應(yīng)過(guò)程，為未來(lái)設(shè)計(jì)新型催化劑和優(yōu)化反應(yīng)條件提供了理論基礎(chǔ)。預(yù)期這一催化體系將啟發(fā)更多針對(duì)普遍存在但通常惰性的C(sp³)-C(sp³)鍵的立體選擇性修飾策略，從而拓展有機(jī)分子轉(zhuǎn)化為手性分子的范圍。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Intermolecular asymmetric functionalization of unstrained C(sp³)–C(sp³) bonds in allylic substitution reactions

期刊：Nature Synthesis

DOI：10.1038/s44160-024-00555-z