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[有机] 有机催化经典文献讲解

本主题由 Mcdull 于 2008-9-21 05:57 限时置顶

MacMillan的第三篇Science

MacMillan太牛了,五年三篇science。
For the newest one, see http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1161976

有机会评论一下。

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回复 41# yushouyun 的帖子

想请教个问题
MacMillan发表的这篇文章The First Direct and Enantioselective Cross-Aldol Reaction of Aldehydes JACS2002.124.6798-6799
想请教下醛在反应时,是怎么确定一个作为aldol donor,另一个作为aldol acceptor.他是用什么方法的啊?

希望就在自己的不懈努力之中.

回复 42# dirac 的帖子

想请教个问题
MacMillan发表的这篇文章The First Direct and Enantioselective Cross-Aldol Reaction of Aldehydes JACS2002.124.6798-6799
想请教下醛在反应时,是怎么确定一个作为aldol donor,另一个作为aldol acceptor.他是用什么方法的啊?



一般来说,aldol donor就是活性比较高的那个醛,即位阻小,alfa-氢多的那个醛,这篇文章的丙醛(这一类醛与催化剂反应很快,迅速形成烯胺活性中间体,与另一组分的醛,acceptor,反应)。aldol acceptor就是活性比较低的那个醛,位阻大(entry 2),alfa-氢少(一个,entry3,5,6,7:没有,entry4,这一类醛与催化剂反应很慢,很难形成烯胺活性中间体)。

醛的交叉Aldol缩合的难点是如何控制醛的自身偶联。acceptor的自身偶联很容易控制,因为他们几乎不与催化剂反应,donor的自身偶联比较难抑制。这篇文章,作者采取了缓慢滴加donor的方法抑制其自身偶联,因为donor 缓慢滴加,可以保证acceptor一直极大过量,迫使donor形成的烯胺与acceptor反应。

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  • choscar 在2008-9-18 11:09 评分: 金币 +5 原因: 感谢分享 再接再厉

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谢谢

good

回复 43# yushouyun 的帖子

太好了
非常感谢

希望就在自己的不懈努力之中.
好帖!还有下文么?觉得意犹未尽啊!

有机催化经典文献讲解之串联反应(1)(cascade reaction)

Enantioselective Organo-Cascade Catalysis
Yong Huang, Abbas M. Walji, Catharine H. Larsen, and David W. C. MacMillan,J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15051。
全文链接:http://pubs.acs.org/cgi-bin/samp ... /abs/ja055545d.html

在共价键活化的小结中,我们提到亚胺活化的中间体为串联反应提供了可能。现在我们就来看看MacMillan是怎么实现这个idea的。


大家知道,亚胺活化是降低LUMO的能量,而烯胺活化是提高HOMO的能量。而MacMillan的imidazolidinone催化剂可以在不同的反应中分别实现这两种活化。能不能在同一反应中同时实现这两种活化呢?先从理论上进行分析,不饱和醛酮与催化剂反应生成亚胺活性中间体然后接受亲核试剂的进攻,生成烯胺活性中间体,然后接受亲电试剂的进攻,水解后,得到产品和再生催化剂,完成催化循环。


MacMillan的催化循环图有点复杂,可以把它简化成下图。


这个idea在纸上是work的,下面就是如何让其在bench上也work,关键就是如何选择亲核和亲电试剂。作者选用甲基呋喃作为亲核试剂,氯化试剂7作为亲电试剂对条件进行了筛选,正如预料的那样,收率和选择性都很好。


下面扩展底物,大家自己看看吧。



接着,作者又对该方法的实用性进行了扩展,使用Hantzsch酯作为亲核试剂(H的供体)和不同的卤化试剂作为亲电试剂,合成了不同的卤化物。它的净结果就好象双键的不对称的氢卤化,非常具有实用价值。


最后一点,可能也是最重要的一点,作者用实验说明,该反应是试剂控制,而不是底物控制,也就是说生成产物的构型完全有催化剂的构型控制,通过选用不同的催化剂就可以得到不同构型的产物,而且产物的构型可以预测。在这里,作者使用了两个不同的催化剂,一个亚胺活化催化剂,一个烯胺活化催化剂(通过加料次序和当量数来控制),这样就完全实现了构型控制。


[ 本帖最后由 yushouyun 于 2008-9-13 02:26 编辑 ]

附件

jacs-2005-127-15051.pdf (170.43 KB)

2008-9-13 02:20, 下载次数: 42


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  • choscar 在2008-9-16 13:34 评分: 金币 +5 原因: 精品原创
  • Mcdull 在2008-9-14 18:50 评分: 金币 +80 原因: 感谢持续分享,中秋快乐.
great post!

有机催化经典文献讲解之串联反应(2)(cascade reaction)

Control of four stereocentres in a triple cascade organocatalytic reaction
Dieter Enders,Matthias R. M. Huttl,Christoph Grondal,Gerhard Raabe,Nature2006,441,861.
全文链接:http://www.nature.com/nature/jou ... pdf/nature04820.pdf

主要作者简介:

Dieter Enders (1946 - ) is an organic chemist who has done a lot of work developing asymmetric synthesis, in particular using modified prolines as asymmetric auxiliaries. In 1974 he obtained his doctorate from the University of Gießen studying under Dieter Seebach and followed this with a postdoc at Harvard University studying with Elias James Corey. He then moved back to Gießen to obtain his Habilitation in 1979, whereupon he became a lecturer, soon obtaining Professorship in 1980 as Professor of Organic Chemistry at Bonn. In 1985 he moved to Aachen, where he has remained as Full Professor of Organic Chemistry and Director. He is editor-in-chief of Synthesis and is on the advisory boards of many other journals including Letters in Organic Chemistry and SynLett.
For group website, see http://www.oc.rwth-aachen.de/akenders/AKEN_E.HTM

Enders早年从事不对称合成和N-Heterocyclic Carbene(NHC)研究,特别是手性腙辅基,小有名气。近年涉足有机催化,频有佳作。现在就来介绍一下他的一篇经典的有机催化之作。看他如何巧妙地运用共价键活化的各种中间体,实现串联反应的。
作者将一组份的醛,一组份的不饱和醛以及一组份的不饱和硝基化合物与催化剂1混合即得到含有四个手性中心的环己烯基酮。What’s going on?


首先,催化剂与醛作用,形成烯胺中间体,然后与不饱和硝基化合物发生Michael加成,生成饱和的硝基化合物3;接着,催化剂水解下来,再与不饱和醛作用,形成亚胺中间体,接受硝基化合物3的进攻,发生第二次Michael加成,形成烯胺中间体4,中间体4发生分子内的Aldol缩合后再脱水,即得到产物2。两次烯胺活化,一次亚胺活化,实现Michael/Michael/aldol condensation sequence,叹为观止。


这个反应能成功的关键在于各种底物的活性调节。首先,反应启动,催化剂先和谁作用。有两种可能性,与醛作用形成烯胺,或与不饱和醛作用形成亚胺,如果形成亚胺,没有进一步反应的可能性,所以催化剂先和与醛作用形成烯胺。然后烯胺先和谁发生Michael加成,不饱和醛和不饱和硝基化合物都是很好的Michael受体,但不饱和硝基化合物的活性比不饱和醛活性高的多(硝基是一个比醛强的多的拉电子基团),所以烯胺首先和不饱和硝基化合物发生Michael加成。下面的硝基化合物对不饱和醛的第二次Michael加成是关键,3可以与醛发生Herry反应,也可以与不饱和醛发生Michael加成。但Michael加成的速度要快于Herry反应,而且一旦生成中间体4,立刻发生分子内的Aldol缩合,使得Michael加成可能要远大于Herry反应。下面的Aldol和脱水是水到渠成的事了。以上只是理论上分析所画催化循环是最可能的pathway,但副反应还是不可避免的,比如醛自身的Aldol缩合,Herry反应等,所以该反应的收率并不高,不超过50%。但考虑到从如此简单的底物,一步反应就得到如此复杂含有四个手性中心的化合物,这个反应还是非常的成功的。而且选择性也非常的,ee值几乎都大于99%。(大家可以从下表中看出)


Good job!

附件

nature04820.pdf (307.44 KB)

2008-9-14 08:28, 下载次数: 51


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  • Mcdull 在2008-9-14 18:51 评分: 金币 +80 原因: 感谢持续分享:)
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