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全碳取代的季碳手性中心廣泛存在于在天然產物和藥物中。關于催化對映選擇性構建季碳手性中心的反應研究一直以來是有機合成領域的熱點和難點。小環(huán)化合物的去對稱化反應是非常有效的構建季碳手性中心的手段。環(huán)丁酮化合物的內在高張力和剛性結構使其成為一類高活性小分子，因而在過渡金屬催化劑的作用下易于進行碳碳鍵斷裂反應。例如銠、鎳催化的環(huán)丁酮的不對稱碳碳鍵斷裂反應已有成功的報導。最近，杭州師范大學有機硅化學及材料技術教育部重點實驗室的徐利文和曹建研究團隊設計了對稱環(huán)丁酮的鈀催化對映選擇性開環(huán)-碳碳鍵形成反應，并成功構建含有全碳取代的季碳手性中心的1-茚酮類化合物。論文的主要實驗工作由碩士生陳靈和孫豐娜共同完成。
反應設計的關鍵是芳基鹵化鈀對環(huán)丁酮的羰基進行親核加成以及隨后的β-碳消除過程，其中β-碳消除是產物中手性中心構型的決定步驟。研究人員經過探索，篩選出鈀/手性磷配體催化體系實現(xiàn)了環(huán)丁酮的不對稱開環(huán)過程，并且發(fā)現(xiàn)在外加偶聯(lián)試劑芳基硼酸存在的情況下，反應以開環(huán)-交叉偶聯(lián)的模式進行得到含有季碳手性中心的1-茚酮。此外，在不存在外加偶聯(lián)試劑的情況下反應以開環(huán)-環(huán)丙烷化模式進行，得到手性的稠環(huán)環(huán)丙烷-茚酮化合物。兩種反應模式從同樣的底物出發(fā)，分別以不同的條件選擇性的生成兩類目標產物。反應的底物適用范圍，產率和對映選擇性均達到良好到優(yōu)秀。該研究為手性茚酮類骨架的不對稱合成提供了新的思路。
相關工作發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。
該論文作者為：Jian Cao, Ling Chen, Feng-Na Sun, Yu-Li Sun, Ke-Zhi Jiang, Ke-Fang Yang, Zheng Xu, Li-Wen Xu