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Angew | 同濟大學徐濤課題組利用鹵原子轉移策略實現手性α-CF?炔烴的高效構建
來源：同濟大學 2024-04-23
導讀：手性α-CF3炔烴化是一類非常重要的合成，CF3基團的引入能夠極大改變分子的生物活性。炔基有豐富的官能團轉化潛力，且可以作為“點擊化學”的把手，因此，炔烴化是快速構建先導化合物庫的重要方式。三維立體結構因為能夠有效契合生物體的手性環境，在化合合成、藥物開發等領域有著獨特而顯著的作用。但由于缺乏有效的合成方法，該類化合物的構建面臨著很大的挑戰，這也限制了其在合成化學中的應用。基于利用手性化合物的立體專一性的成鍵途徑已有報道，相對而言，實現其不對稱催化合成具有明顯的優勢和價值。近日，我院徐濤教授課題組利用鹵原子轉移策略實現手性α-CF3炔烴高效構建的新方法，相關研究成果“Halogen-Atom Transfer Enabled Catalytic Enantioselective Coupling to Chiral Trifluoromethylated Alkynes via Dual Nickel and Photocatalysis”在線發表于化學領域著名國際學術期刊《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）。
近年來，徐濤教授課題組圍繞光鎳雙催化的不對稱還原偶聯已經發展了多個不對稱偶聯反應，相關研究工作大多是通過單電子轉移策略實現的烷基鹵化物還原產生關鍵的烷基自由基中間體。而對于手性α-CF3炔烴合成中需要涉及的α-溴代三氟甲基化合物來說，其還原電位較低，已經超過了光催化體系的還原能力范圍，因此無法通過上述策略來實現其還原過程。為此，研究團隊借助鹵素原子轉移策略，順利解決了這一極具挑戰的關鍵科學難題，這也是鎳催化烷基鹵化物的不對稱還原偶聯反應中首次利用鹵素原子轉移策略實現的成鍵過程。該反應有著優秀的底物普適性，對于不同的烷基親電試劑和炔基化底物，都能以良好的收率和立體選擇性得到目標產物。同時，溫和的反應條件也使得反應具有優異的官能團兼容性。對于一些復雜的藥物分子同樣可以通過該方法進行后期修飾。對于反應的機理，研究人員進行了深入的研究，結合自由基實驗以及理論計算充分證明了該反應中鹵素原子轉移過程的必要性，從而驗證了提出的反應設想和催化循環過程。徐濤課題組一直致力于發展具有自身鮮明特色的研究領域，目前主要聚焦于羰基去氧雙官能團化(DODC)和光鎳雙催化不對稱還原偶聯。新的構建策略順利實施進一步證明了光鎳雙催化不對稱還原偶聯體系的優勢，為該課題組后續實現醇的不對稱去氧偶聯反應奠定基礎。更多信息請參閱徐濤課題組：https://taoxu.tongji.edu.cn徐濤教授為論文通訊作者，碩士研究生陸珊婭為第一作者。該項研究工作得到了國家自然科學基金、小米青年學者基金以及中央高校基本科研業務費專項資金資助等項目的資助。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202406064
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