赵晓丹教授课题组:手性芳基硫属化合物催化剂的开发及应用综述发表于Acc. Chem. Res.

发布人:陈昱昀 责任审核人:冯双

 

 

不对称亲电反应可在温和条件下将一个或多个官能团引入到母体分子中,为手性分子的构建提供了一种理想的方法。不对称Lewis碱催化是实现不饱和化合物亲电官能化的强有力工具。相比于基于氮、磷原子为活性中心的15族Lewis碱催化剂,通常,基于硫、硒原子为活性中心的16族Lewis碱催化剂因其具有更弱的碱性而在近几年受到越来越多的关注。然而,由于亲电物种的反应性问题、手性中间体的外消旋化问题以及手性催化剂骨架的限制问题,该领域仍存在诸如底物、亲电试剂和亲核试剂范围狭窄以及反应类型有限等局限性。

本课题组自成立以来的一个重要研究方向是发展新型的手性硫属催化剂,并将其应用于挑战性的化学转化中。考虑到Lewis碱性硫属化合物催化的巨大潜力以及亲电反应的重要合成价值,本课题组开发了一类基于茚骨架的易于修饰的双官能手性芳基硫属化合物催化剂。这类催化剂具有两大优点:(1)可通过改变催化剂中的氨基保护基为不同的反应提供合适的氢键供体;(2)可通过在芳基上引入不同的取代基来灵活调控催化剂的空间位阻及硒/硫原子的Lewis碱性。得益于这两大优点,利用这类新型催化剂实现了诸如亲电三氟甲硫基试剂、亲电烷硫基试剂、亲电芳硫基试剂、亲电氯化试剂、亲电溴化试剂等多种不同类型亲电试剂的高效活化,进而实现了烯烃、炔烃、芳烃等不饱和化合物的不对称亲电官能化反应,高效构建了传统方法难以构建的具有碳中心手性、磷中心手性、轴手性等手性元素的手性分子(图1)。

图1 基于茚骨架的手性芳基硫属化合物催化剂实现的不对称亲电官能化反应

 

这些研究与已知的亲电反应相比,烯烃、炔烃和芳烃底物的范围、亲核试剂和亲电试剂的范围、反应类型均得到了进一步扩展,这些系统的研究也为不对称亲电反应提供了深入的见解。此外,这些研究也是Lewis碱催化的有力补充,对新型催化剂的设计与合成具有重要的启发意义。

基于上述研究,本课题组在期刊Accounts of Chemical Research上发表了综述性论文,系统总结了基于茚骨架的手性芳基硫属催化剂的开发及其在不对称亲电反应中的应用等一系列成果。该工作得到了国家自然科学基金、广东特支计划科技创新领军人才和中国博士后基金的资助。

 

论文信息:

Indane-Based Chiral Aryl Chalcogenide Catalysts: Development and Applications in Asymmetric Electrophilic Reactions

Lihao Liao and Xiaodan Zhao*

Acc. Chem. Res. 2022, 55, 2439-2453.

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.2c00201