南开大学王晓晨课题组: 高度对映选择性的 α-烷基化反应

学术 2024-08-28 08:52 新加坡

2-烷基氮杂芳烃的结构特征在许多生物活性化合物中普遍存在，包括药物、农用化学品和天然产物。特别是，位于烷基取代基 α 位的立体中心对于这些化合物的生物活性和药物效力具有关键作用。因此，开发有效的对映选择性合成方法以构建这些手性中心，成为了有机合成领域中的一项重要挑战。近年来，手性硼烷催化反应因其在手性骨架合成中的出色性能，逐渐成为实现对映选择性化学转化的有力工具。

近日，南开大学王晓晨课题组首次展示了手性双硼烷催化剂在 2-烷基氮杂芳烃 α-官能化中的成功应用。这一突破性的工作实现了高度对映选择性的 α-烷基化反应，特别是未活化的 2-烷基苯并恶唑与电子缺陷型烯烃的结合。该反应不仅为复杂的手性分子的合成提供了新方法，还扩展了双硼烷催化剂在对映选择性有机反应中的应用。

双硼烷催化剂的强路易斯酸性和立体体积对于该反应的高选择性至关重要。在催化过程中，双硼烷催化剂通过其独特的立体环境和电子结构，精准控制了反应的选择性路径，使得未活化的 2-烷基氮杂芳烃在 α 位的官能化反应能够以前所未有的对映选择性进行。这种高选择性不仅确保了反应的效率，还能有效避免副反应的发生。

为了更好地理解反应的机理，作者进行了多方面的实验和理论研究。通过对双硼烷催化剂的结构进行调控和优化，我们发现其独特的立体排布以及其与底物的电子相互作用在选择性控制中起到了决定性作用。研究表明，双硼烷催化剂能够通过其强路易斯酸性活化底物，诱导烯烃在 α 位发生精准的化学反应。这一过程的成功依赖于催化剂的构型设计以及其在反应过程中对电子缺陷型烯烃的活化能力。

参考文献：Borane-Catalyzed Enantioselective α-Alkylation of Unactivated 2-Alkylbenzoxazoles with Electron-Deficient Olefins. JACS, doi: 10.1021/jacs.4c09067

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