코발트 | 구이저우 수지 그룹

Nature Communications 13권, 기사 번호: 4518(2022) 이 기사 인용

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여기에서 우리는 좋은 위치 선택성을 가진 귀중하고 분기된 건너뛴 디엔(1,4-디엔)에 접근하기 위해 알릴성 친전자체를 사용하여 말단 알킨의 코발트 수소화물 촉매 마르코프니코프 유형 가수분해를 보고했습니다. 이 운영상 간단한 프로토콜은 탁월한 기능 그룹 내성과 탁월한 기판 범위를 나타냅니다. 반응은 TON(전환수)을 최대 1160까지 사용하여 그램 규모로 수행할 수 있으며 생성물을 쉽게 유도체화할 수 있습니다. α-선택적 코발트 알케닐 중간체의 친전자성 알릴화의 예비 메커니즘은 중수소 표지 실험 및 동역학 연구를 기반으로 제안되었습니다.

생략된 디엔 유도체는 생물학적 활성 천연물 및 의약품에서 중요한 모티프입니다1,2,3. 전통적으로 알케닐 금속 시약의 알릴화4,5,6,7, 알킨의 알릴 금속화8,9,10,11,12 및 알킨의 알더엔 반응13,14과 같은 유용한 화합물을 제조하는 여러 가지 방법이 있습니다. 그러나 이러한 방법은 주로 화학양론적 양의 금속 시약을 사용하거나 제한된 기판 범위를 사용하는 것으로 제한됩니다. 알킨의 비촉매적 위치선택적 알릴화(그림 1a)8,9,10,11,12,15,16에 현재 이용 가능한 방법론과 비교하여, 알킨의 금속 촉매 가수알릴화는 건너뛴 디엔에 접근하는 또 다른 단계 경제적인 접근 방식을 제공합니다. 1998년에 Trost와 동료들은 루테나사이클로펜텐 중간체를 통해 온화한 조건에서 우수한 관능기 내성을 가진 생략된 디엔에 접근하기 위해 말단 알킨과 함께 루테늄 촉매에 의한 알켄의 첨가를 보고했습니다. 이 방법론은 단순한 알켄과 알킨으로부터 복잡한 빌딩 블록을 신속하게 조립하기 위해 개발되었습니다. 그러나 방향족 말단 알킨은 탐색되지 않았습니다. 2007년에 Hilt와 동료들은 높은 화학 및 위치 선택성을 지닌 1,4-디엔을 전달하기 위해 내부 알킨과 함께 코발트 촉매에 의한 알켄 첨가를 보고했습니다. 그러나 말단 알킨은 중합 생성물 형성에 대한 선호로 인해 적합하지 않았습니다.

a 화학양론적 금속 시약을 사용한 말단 알킨의 가수분해 반응. b 말단 알킨의 하이드로매탈화에 이어 친전자성 알릴화. c 말단 알킨의 금속 수소화물 촉매 친전자성 가수분해반응. d 말단 알킨의 코발트 촉매 분지형 선택적 가수분해화.

말단 알킨의 금속 수소화물 촉매 선택적 친전자성 가수분해반응은 생략된 디엔 합성을 위한 대안적이고 단계적인 경제적인 방법으로 간주될 수 있습니다(그림 1b). 그러나 금속 수소화물 전략을 통해 말단 알킨과 알릴 친전자체를 선택적으로 친전자성 가수분해하는 것은 여전히 어려운 일입니다. (1) 현장에서 생성된 알케닐-금속 중간체의 더 높은 반응성과 불안정성으로 인해 리간드 교환과 같은 다른 시약과의 호환성이 있습니다. 금속 수소화물, 알킨의 탄소금속화는 반응의 화학선택성에 영향을 미칩니다. (2) 활성화되지 않은 알킬 친전자체와 금속 알케닐 중간체32,33,34의 직접 결합과 비교하여, 활성화된 알릴 친전자체는 현장에서 생성된 금속 수소화물 중간체와 같은 다른 친핵체와의 공정 치환 반응을 일으키는 경향이 있었습니다. (3) 말단 알킨의 약한 전자 및 입체 효과로 인해 금속 수소화물 종은 Markovnikov 유형 삽입보다는 항-Markovnikov 유형 삽입을 받기를 원합니다. ,37,38. 2017년에 Lalic과 동료들은 중간 내지 우수한 위치선택성을 갖는 건너뛴 디엔의 합성을 위한 말단 알킨의 우아한 구리-수소화물 촉매 항마르코프니코프 유형 가수분해 반응을 보고했습니다(그림 1c). 이후 Xiong과 Zhang은 말단 알킨의 마르코브니코프 방지 가수분해 반응의 한 예를 보고했습니다. 최근 Lu와 Y. Fu는 코발트 촉매에 의한 플루오로알켄의 위치 및 거울상 선택적 하이드로알킬화를 개발했습니다. 우리가 아는 한, 금속 수소화물 전략을 통한 알릴 친전자체와 말단 알킨의 고도로 분지화된 선택적 친전자성 가수분해반응은 보고된 바 없습니다. 불포화 결합39,40,41,42,43,44,45,46의 비금속 촉매 선택적 수소화 작용기화 반응(수소화, 수소화붕소화 및 하이드로실릴화)에 대한 지속적인 관심을 바탕으로 우리는 비금속 촉매 선택적 수소화 반응을 탐구하기 시작했습니다. 말단 알킨의 가수분해.

95/5 rr (ratio of regioselectivity; entries 1-3). However, when the size of the substituent was further increased, the regioselectivity slightly decreased (entries 4-6) which implied that the steric hindrance of the substituents on the oxazoline moiety might affect the yield and regioselectivity. Changing the steric effect on pyridine moiety, the selectivity of the reaction decreased slightly (entries 7-8). Using various hydrosilane, such as PhSiH3, (EtO)3SiH, and Ph2MeSiH led to poor yield and selectivity (entries 9-11). Using Ni(OAc)2 instead of Co(OAc)2, a poor yield of hydroallylation was observed (entry 12). Additionally, Cu(OAc)2 could not promote this transformation. However, the Sonogashira coupling reaction of allyl bromides with terminal alkynes could be promoted under mild conditions (entry 13) (We should thank one of the reviewers for the suggestion of using nickel or copper catalyst to performing the control experiments.). Using CoBr2 instead of Co(OAc)2, this transformation could process smoothly (entry 14). The model reaction could be completed in 20 min (entry 15). The (L3-H)•CoBr complex reported in our previous studies46 could also be used as an efficient catalyst (entry 16). The standard conditions were identified as 1.0 mmol of terminal alkyne, 0.50 mmol of allylic electrophile, 5 mol% of (L3-H)•CoBr, 0.75 mmol of LiOtBu, and 0.75 mmol of PMHS in a solution of THF (1 mL) at 50 °C./p>95/5 b/l). The alkynes containing heterocycles, such as pyridine 1w and thiophene 1x, could also be tolerated to deliver branched terminal skipped dienes in 48-50% yield. Conjugated enyne (1 y), silyl alkyne (1z), and cyclopropyl acetylene (1aa) could undergo this hydroallylation reaction smoothly. Simple terminal alkynes (1ab-1ae) were also amenable to this transformation to deliver the corresponding product in 55-67% yields with 91/9 to >95/5 rr. Additionally, terminal alkynes contained in bioactive molecules were investigated. Naproxen, menthol, and geraniol derivative (1ag-1ai) could be employed to deliver corresponding products in 45-69% yield./p>