中科大郭昌团队:电催化对映选择性 α-和 γ-硝基烷基化

学术   2024-11-25 09:01   新加坡  

  硝基烷作为药物、天然产物及有机化学的重要中间体,其独特的硝基功能团为后续的化学修饰提供了多样化的反应路径,尤其是在高效合成胺类化合物方面具有显著优势。然而,开发绿色、经济且对映选择性强的转化方法仍是一个重要的挑战。电化学作为一种可持续的合成工具,为复杂分子的构建提供了新途径,但实现两种亲核试剂间的阳极氧化交叉脱氢偶联(CDC)并控制其立体化学是当前研究的难点。
  近日,中科大郭昌团队开发了一种基于自由基途径的电催化对映选择性 α-和 γ-硝基烷基化策略,成功实现了对映体硝基酯的高效制备。
该方法具有以下特点:
  1. 绿色与高效:无需化学计量的外加氧化剂,利用电化学方法直接生成反应活性物种,符合可持续发展的要求。
  2. 高对映选择性:通过镍催化剂实现了对立体选择性的精准调控,为获得高对映体纯度的产物提供了保障。
  3. 反应的多样性:适用于一系列底物,包括极具挑战性的全碳四元立体中心的构建、反向极化反应以及远程立体化学控制等。
  4. 机理创新:研究表明,镍催化剂在电化学活化底物的过程中发挥了关键作用。一方面,镍促进了 α-羰基自由基的形成;另一方面,通过路易斯酸结合的方式引导硝基阴离子与自由基的对映选择性反应,从而实现了精准的立体化学控制。
这一电催化方法不仅为硝基烷的高级转化提供了高效和绿色的解决方法,还为立体复杂分子的合成开辟了新的可能性,尤其是在药物化学和材料科学领域具有广泛的应用前景。
文献来源:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13109

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