王劍波課題組在金屬卡賓催化領(lǐng)域取得系列研究進展
卡賓是有機反應(yīng)的一類重要中間體，其特征是具有高度的反應(yīng)活性，但是相應(yīng)地反應(yīng)的選擇性差，在合成中的應(yīng)用有限。通過卡賓與金屬的絡(luò)合形成金屬卡賓可以有效地穩(wěn)定這類活潑中間體，從而極大地提高其反應(yīng)選擇性。經(jīng)由金屬卡賓的催化反應(yīng)已經(jīng)發(fā)展成為有機合成化學(xué)中的一個十分重要的領(lǐng)域，其中一些反應(yīng)在藥物分子等的合成中得到工業(yè)應(yīng)用。金屬卡賓反應(yīng)在化學(xué)生物學(xué)以及材料科學(xué)等領(lǐng)域也有重要的應(yīng)用。
近年來，王劍波課題組將金屬卡賓化學(xué)與過渡金屬催化的交叉偶聯(lián)相結(jié)合，發(fā)展了一系列構(gòu)建碳碳鍵的新方法。由于他們的系統(tǒng)性工作，該課題組應(yīng)邀撰寫了相關(guān)的綜述論文（Acc. Chem. Res. 2013, 46, 236-247; ACS Catal. 2013, 3, 2586-2598; Chem. Commun. 2015, 51, 7986-7995等），在該領(lǐng)域起到了積極的引領(lǐng)作用。最近，他們又應(yīng)邀在Chemical Reviews 上撰寫綜述全面總結(jié)該領(lǐng)域的研究進展（http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00382）（圖1）。
圖1：經(jīng)由金屬卡賓的偶聯(lián)反應(yīng)
除了過渡金屬催化的卡賓偶聯(lián)之外，該課題組最近在金屬卡賓反應(yīng)的立體選擇性控制研究中也取得重要進展，實現(xiàn)了高對映選擇性的硫葉立德[2,3]-sigma重排反應(yīng)（Doyle-Kirmse反應(yīng)），建立了不對稱三氟甲硫基化的新途徑。三氟甲硫基（SCF3）由于具有獨特的電子性能、高穩(wěn)定性以及高親脂性，在藥物設(shè)計及研發(fā)中的重要性日益增加。近年來，如何高效地在藥物分子的合適位置引入三氟甲硫基受到了人們的關(guān)注。雖然三氟甲硫化的相關(guān)合成方法學(xué)已經(jīng)取得了重要進展，但如何對映選擇性地引入三氟甲硫基依然存在著諸多挑戰(zhàn)。
該課題組利用手性二價銠和一價銅催化硫葉立德[2,3]-sigma重排反應(yīng)，獲得優(yōu)秀的產(chǎn)率和對映選擇性（高達98%的產(chǎn)率和98%的ee值），同時該反應(yīng)也代表了首個不對稱催化條件下的高對映選擇性Doyle-Kirmse反應(yīng)。對反應(yīng)機理的深入探討揭示了重排反應(yīng)可能經(jīng)歷了自由葉立德的過程。相關(guān)成果發(fā)表在Nature Chemistry上（Nat. Chem. 2017, 9, 970-976）（圖2）。論文發(fā)表后《德國應(yīng)用化學(xué)》進行了專題亮點介紹（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 13566-13568）。
圖2：不對稱硫葉立德[2,3]-sigma重排（Doyle-Kirmse反應(yīng)）
上述工作得到國家自然科學(xué)基金以及科技部973項目等的資助。
相關(guān)論文鏈接：
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar300101k
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cs4006666
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/cc/C5CC00497G#!divAbstract
http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00382
https://www.nature.com/nchem/journal/v9/n10/full/nchem.2789.html
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201707092/full
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