可见光激发路易斯酸催化的[2+2]环加成反应
可见光激发路易斯酸催化的[2+2]环加成反应
www.dicp.cn    发布时间:2017-10-26 20:57    栏目类别:科研动态

      从经济和可持续发展的角度来看,通过可见光激发的不对称催化反应来合成手性化合物具有重要意义。但到目前为止,大多数报道的可见光激发反应都利用光氧化还原反应来产生自由基或者自由基离子,这些高活性中间体很难通过立体和催化的方式来控制,从而导致了反应的局限性。因此,通过可见光直接活化电子激发态的底物而不经历电荷分离过程成为了光化学家们很好的选择,其不对称催化版本受到了广泛关注但是还没有突破性进展。
      在之前的工作中,Bach小组使用手性噁唑硼酸和氢键活化的策略立体专一性地控制光激发态的底物实现了不对称[2+2]环加成反应(图a),但低温、紫外光的使用以及催化剂高负载等条件限制了其发展。后来Yoon小组报道了一种可见光激发的不对称[2+2]环加成反应,通过添加光敏剂来转移可见光能量到与路易斯酸键连的底物上从而降低底物的三线态能量(图b),两种催化剂的使用与较窄的底物范围同样成为了此反应的局限性。最近Megger小组报道了一种通过可见光激发直接活化手性路易斯酸来催化的分子间[2+2]环加成反应,该反应可以取得最高>99% ee和>20:1 dr(图c)。

      通过一系列机理反应,作者提出了如下反应机理,底物1通过N、O鳌合作用与Rh催化剂结合形成化合物I,其在可见光激发下形成了最低单线态中间体IIII随后通过系间跨越形成了激发态的三线态反应物种III,接着在手性催化剂控制下烯烃与III反应形成1,4-二自由基化合物IV,然后通过系间跨越和环合形成铑结合加成产物V。最后V解离得到产物与Rh催化剂,后者与未激活底物1结合进入下一催化循环。(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9120−9123.)

                                                           推荐人:赵子彪

 

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