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北理工在Pd催化共轭二烯与吡唑的氢胺化反应方面取得紧要进展


近日,北京理工大学前沿交织科学研究院与化学与化工学院杨小会教授课题组与美国加州大学欧文分校(UC Irvine) Vy M. Dong教授课题组合作,在Pd催化共轭二烯与吡唑的不对称氢胺化反应方面取得紧要进展。相关结果以“Enantioselective Addition of Pyrazoles to Dienes”为题,在国际顶级化学期刊《 Angewandte Chemie International Edition 》上在线颁发(DOI: 10.1002/anie.202105679)。北京理工大学为第一通讯单位,杨小会教授为第一通讯作者。本研究得到北京理工大学“高层次人才科研启动计划”项目的帮忙。

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图1. 吡唑不对称氢胺化反应配体的筛选

吡唑是很多药物和生物活性化合物的核心骨架,将吡唑直接加成到双键上是一种原子经济性的构筑C-N的方法。在共轭二烯的不对称氢胺化反应中,苯胺、仲胺以及伯胺已取得了紧要进展,然而吡唑由于亲核性较低,一直以来无法实现其不对称氢胺化反应。作者采用Pd为催化剂,以MeO-BIPHEP为手性配体(L8),以高收率和高选择性得到目标产物,首次实现了吡唑的不对称氢胺化反应(图1)。

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图2. 唑类不对称氢胺化反应底物适用范围


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图3. 共轭二烯不对称氢胺化反应底物适用范围

在优化的条件下,作者考察了各种类型的吡唑(图2),包孕烃基吡唑、卤代吡唑、氰基吡唑、酯基吡唑和硼酸酯基吡唑等。此外,其他唑类如苯并三唑、吲唑以及咪唑等也适用于该反应。对于共轭二烯底物(图3),烃基苯环、呋喃、噻吩、环己二烯、异戊二烯以及月桂烯等取代基都具有较好的耐受性。

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图4. 可能的反应机理

最后作者在一系列机理实验研究的基础之上,提出该反应机理是通过Pd催化的配体到配体的氢转移(ligand-to-ligand hydrogen transfer,LLHT)过程(图4),而非传统的金属-负氢中间体过程。

综上所述,研究者发展了共轭二烯与吡唑的对映选择性氢胺化反应。该反应可以在室温下,以优异的区域选择性和对映选择性获得仲和叔烯丙基吡唑。不同于以前的氢胺化反应机理,该反应的机理则是通过Pd催化的配体到配体的氢转移。这种氢胺化反应具有较好的官能团兼容性,并拓展了共轭二烯的氢官能化反应研究。

杨小会课题组热烈欢迎对有机化学感兴致的本科生加入课题组开展大学生科技创新项目或毕业设计。有意者请联系杨小会(邮箱:xhyang@bit.edu.cn)。

杨小会课题组网站:https://www.x-mol.com/groups/Xiaohui_Yang


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