轴手性膦配体在不对称过渡金属催化反应中有着非常重要的作用。自手性BINAP成功应用于钌催化的不对称氢化反应以来，轴手性膦配体的设计和合成就成为了不对称催化反应研究的热点。其中，手性膦烯配体作为一类独特的配体骨架，已被应用于许多不对称反应中，表现出很高的反应活性和选择性。目前，合成轴手性膦配体主要有以下五种方法：1）轴手性BINOL的转化；2）不对称交叉偶联反应；3）导向碳氢键活化；4）不对称开环反应；5）不对称Ullmann 反应。上述方法极大地促进了轴手性膦配体合成与应用的发展。但如何建立一种简洁高效的合成新型轴手性膦烯配体的方法并将其应用于新的不对称反应，仍是未来很长时期内面临的艰巨任务。作为一种新型的膦烯配体，轴手性芳基环己烯膦配体因其独特的结构而备受关注。顾振华课题组 (Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 2186-2190) 和Senanayake研究小组 (Adv. Synth. Catal., 2017, 359, 3927-3933) 相继报道了Pd催化芳基溴和腙不对称偶联的方法，但利用廉价金属催化的高对映选择性构建轴手性膦烯配体仍然存在很多挑战。
过渡金属催化的还原偶联已成为构筑CC键的重要方法。C(sp3)-C(sp3)和C(sp3)-C(sp2) 键的构建已经取得了显著的进展，但两个不同活性亲电试剂的C(sp2)-C(sp2) 交叉偶联仍存在一些挑战，尤其是高对映选择性交叉亲电偶联反应构建C(sp2)-C(sp2)键尚未报道。
近期，兰州大学杨尚东教授课题组利用廉价金属钴催化还原偶联反应，实现了轴手性膦烯配体的不对称合成，以优异的收率和高对映选择性制备了一系列有价值的轴手性膦烯配体。相关成果已于近日发表在ACS Catalysis 上，兰州大学博士研究生张茜是该文的第一作者。
这项成果中，作者首先选用邻溴芳基氧化膦1a和烯基三氟甲基磺酸酯2a对反应条件进行了筛选，确定了最优反应条件。在底物拓展中，反应具有良好的官能团兼容性以及高对映选择性。
特别是，克级反应的产率及ee值均能得到很好的保持。对模板产物进行的一系列转化均能得到较高的收率和ee值保持的产物。在此基础上，产物还原之后可以得到一系列轴手性膦烯配体，并应用于钯催化不对称烯丙基烷基化反应中可获得高达98% ee。
为了进一步探索反应机理，作者对该反应进行了控制实验、原位质谱等一系列机理验证实验，提出了如下可能的反应机理。
综上所述，杨尚东团队在前期不对称P=O导向碳氢键活化基础上 (Acc. Chem. Res., 2017, 50, 1480; Chem. Eur. J., 2015, 21, 6673; Org. Lett., 2015, 17, 2034; Chem. Rec., 2016, 16, 977; Org. Lett., 2017, 19, 1842; Org. Lett., 2017, 19, 600; Chem. Eur. J., 2017, 23, 3007; Chem. Eur. J., 2017, 23, 3007.) 实现了在温和的条件下钴催化不对称还原偶联反应，得到了具有良好化学选择性和对映选择性的轴手性氧化膦化合物，通过对这些产物的进一步转化，获得了一系列功能分子和轴手性膦烯配体。该工作为轴手性膦烯配体的构建及应用提供了新的策略和方法。
Enantioselective Cobalt-Catalyzed Reductive Cross-Coupling for the Synthesis of Axially Chiral Phosphine–Olefin Ligands
Xi Zhang, Juan Wang, and Shang-Dong Yang*
ACS Catal., 2021, 11, 14008–14015, DOI: 10.1021/acscatal.1c04128
导师介绍
杨尚东
https://www.x-mol.com/university/faculty/11201
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