一个反应,两种机理,三篇顶刊!

学术   2024-09-25 21:06   河南  

论文“撞车”经常有,不过最近特别多。


之前已经介绍过两篇发表在化学顶刊 Angew 上一模一样的方法学工作了活久见!同一天Angew上线两篇一模一样的方法学文章,后面对两个工作内容也进行了简单的对比Angew: 两篇一模一样的方法学文章,比较一下


最近,Angew上又出现了三篇相似的文章,都是关于半频哪醇的重排反应,然而在机理上却有自由基-极性翻转型和自由基型两种。


更让人意外的是,这三篇工作使用的金属依旧都是钴,更具体点,都是Salen为配体的钴。话说钴催化现在都这么火了吗?追热点的人可以关注关注!)


下面对三个工作进行一下比较。


前言

α-芳基酮是一类重要的结构单元,因为它广泛存在于一些市售药物,天然产物和生物活性分子中。合成这类结构的传统方法主要是利用过渡金属催化(比如钯和镍)的酮的直接芳基化反应,但由于在选择性地形成热力学的烯醇上依然存在挑战,目前还没有通用的解决方案来实现非对称二烷基酮的位置选择性芳基化。


半频哪醇的重排反应,可以经过1,2-芳基迁移得到α-芳基羰基化合物,是一个很好的替代方法。最近,来自欧洲的三个课题组都实现了该转化。


他们分别是瑞士苏黎世联邦理工学院的Erick M. Carreira教授课题组(6月7日上线),工作如下:



德国布伦瑞克工业大学的Christopher J. Teskey 教授课题组(7月8日上线),工作如下:



以及英国圣安德鲁斯大学的Craig P. Johnston博士课题组(9月23日上线)。工作如下:



底物范围

三个课题组在底物范围上都给出了丰富的例子,各有侧重,又相互补充。


Carreira课题组只探索了外消旋的反应,但在底物结构上,迁移基团既可以是烷基,也可以是芳基



而Teskey课题组在外消旋反应基础上又对不对称催化进行了初步的尝试,迁移基团只聚焦在了不同的芳基上;




Johnston课题组则重点探究了手性诱导,利用相同的芳基取代有效规避了迁移过程中的选择性问题。



机理探究

Carreira与Johnston尽管在提出的机理细节上略有差别,但主要的过程是相同的,都属于自由基-极性翻转型机理


即CoII在一定条件下形成CoIII-H中间体,随后其发生MHATMHAT:金属(氢化物)氢转移过程,得到烷基自由基与烷基-CoIII物种的平衡,平衡偏向烷基-CoIII。而根据结果中富电子芳基更容易迁移的事实,说明烷基CoIII物种容易被氧化为CoIV中间体,最后通过1,2-芳基迁移得到产物。



而在Teskey的工作中,作者提出了一种自由基型机理。与上面介绍的自由基-极性翻转机理主要不同处在于,该机制中经历MHAT过程得到烷基自由基后,其能很快地加成到芳环上,从而得到一个含三元环的自由基中间体。由于烷基自由基表现出亲核性自由基的亲和性:如何判断自由基是亲核试剂还是亲电试剂,所以更容易进攻缺电子的芳基,也即缺电子的芳基优先迁移。


所以该工作与前面的工作在机理上有着本质的区别。这可能与该工作使用的还原性MHAT反应条件(即CoII到CoI)以及溶剂化效应有关。



参考文献链接:

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202407827

2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202409388

3. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202414342


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LifeChem | 往期精选

活久见!同一天Angew上线两篇一模一样的方法学文章

Angew: 两篇一模一样的方法学文章,比较一下

MHAT:金属(氢化物)氢转移

自由基的亲和性:如何判断自由基是亲核试剂还是亲电试剂



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