中科大Wang Pusheng通过十钨酸四丁基铵光催化剂和手性螺环磷酸配合,实现了光催化的非对称性反应。该催化中能够实现环烷烃、芳烃、脂肪烃的转化反应,反应通过外环烯酮过程进行,经由氢原子转移/自由基加成/抓氢反应/对映选择性质子化接力(enantioselective protonation relay)过程。
本文要点:
(1)该反应使用十钨酸四丁基铵(TBADT,tetrabutylammonium decatungstate)作为光催化剂,对烯酮底物和环己烷之间的反应性进行测试,反应加入4 mol % TBADT光催化剂,2 mol %手性磷酸。对溶剂进行筛选(乙腈、二氯甲烷、氯苯、氰苯),发现氰苯中有较好的反应收率。对手性磷酸进行筛选,发现二叔丁基苯取代的手性磷酸有最好的对映选择性。该反应在40 W的390 nm的紫外光作用,在30 ℃中经过3小时即可完成。反应拓展实验发现,烯酮底物中对芳基上甲基、甲氧基、羟基、卤素,噻吩杂环有兼容性,对大多数的底物有中等收率,得到中等到较高的e.e.值,ee值最高达到93 %。对烷烃底物进行拓展(在MeCN/DCM溶剂中反应)发现,对多种烷基有兼容性,当烷烃中有芳基取代基时,仍可以一定收率得到产物。
(2)催化反应机理。TBADT受光激发后,夺取烷烃分子C-H键中的H,生成烷基自由基,并加成到烯酮的双键上,随后酮基转化为烯醇中间体。烯醇中间体和手性磷酸通过共价作用,随后不稳定的烯醇中间体变为手性烷基酮。
参考文献
Zhen-Yao Dai; Zhong-Sheng Nong; Pu-Sheng Wang*
Light-Mediated Asymmetric Aliphatic C–H Alkylation with Hydrogen Atom Transfer Catalyst and Chiral Phosphoric Acid,ACS Catal. 2020, 10, XXX, 4786-4790
DOI:10.1021/acscatal.0c00610
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.0c00610