蘭州大學楊尚東課題組發展新的合成軸手性膦配體的方法

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有機膦配體在過渡金屬催化的反應中有著重要的作用，可以改變金屬催化劑的活性和選擇性。因此，新型高效的膦配體合成就顯得非常重要。儘管在過去的幾十年中，膦配體的合成已經取得了一定的進展，但新型膦配體的製備對化學家們來說仍然非常重要，尤其是合成在催化活性和選擇性方面較之前配體有更多優勢的新型膦配體。蘭州大學化學化工學院楊尚東教授課題組的主要研究方向之一是新型膦配體的製備。在過去幾年中，楊尚東課題組發展了一系列簡單高效的合成新型膦配體的方法，在軸手性膦配體的合成方面取得了很大的突破。這裡我們主要介紹該課題組通過C-H鍵活化及動態動力學拆分實現軸手性膦配體的製備（圖1）。作者通過兩種簡單的方法實現了C-H鍵的活化：鈀催化P=O導向的C-H鍵官能團化和Metal-free的C-H鍵胺化反應。

圖1. 軸手性膦配體的合成方法

2015年，楊尚東課題組報道了鈀催化的手性P=O導向的非對映選擇性的C-H鍵官能團化及動態動力學拆分（Org. Lett.,2015,17, 2034）（反應a，圖1）。隨後他們以單保護的手性氨基酸為配體，實現了鈀催化P=O導向的對映選擇性C-H鍵烯基化反應及動態動力學拆分（Org. Lett.,2017,19, 1842）（反應b，圖2）。通過這兩種方法，作者分別得到了既含有軸手性又含有磷手性的產物以及只含有磷手性的產物。這些產物經過進一步轉化及還原可以得到相應的軸手性膦配體。

圖2. P=O導向的C-H鍵官能團化及動態動力學拆分

最近，楊尚東課題組發展了一種更加簡單高效的合成軸手性膦配體的方法：無金屬催化的自由基氧化C-H鍵胺化（Org. Lett.,2017,19, 600；Chem. Eur. J.,2017,23, 3007）（圖3）。該方法操作簡單，底物適用範圍廣。通過該方法，作者得到了一系列既含有軸手性又含有膦手性的氮膦配體以及只含有軸手性的氮膦配體。同時，作者發現這類配體在鈀催化的不對稱Suzuki-Miyaura偶聯反應中有較高的活性和選擇性。

圖3. 無金屬參與的C-H鍵胺化

楊尚東課題組希望可以把這類軸手性膦配體應用到更多不對稱催化反應中，目前該課題組正在進行這方面的研究。

該論文作者為：Yan-Na Ma, Shi-Xia Li and Shang-Dong Yang

New Approaches for Biaryl-Based Phosphine Ligand Synthesis via P═O Directed C–H Functionalizations

Acc. Chem. Res.,2017,50, 1480, DOI: 10.1021/acs.accounts.7b00167

楊尚東教授簡介

楊尚東，蘭州大學功能有機分子化學國家重點實驗室教授，博士生導師；1997年本科畢業於蘭州大學化學系，1997年至2003年在甘肅省電力科學研究院工作，2006年在蘭州大學化學化工學院獲得博士學位；2006至2007年在北京大學從事博士後研究並獲得中國博士後科學基金一等資助，2007至2009年在美國芝加哥大學從事博士後研究，2009年4月起受聘蘭州大學功能有機分子化學國家重點實驗室教授，博士生導師；研究領域為不對稱的C-H鍵活化及手性膦配體的不對稱合成，在Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Org. Lett.、Chem. Commun.、Chem. Eur. J.等刊物上發表SCI論文50餘篇。

http://www.x-mol.com/university/faculty/11201

參考文獻

1. Asymmetric Suzuki-Miyaura Cross-Coupling for the Synthesis of Chiral Biaryl Compounds as Potential Monophosphine Ligands. Yan-Na Ma, Shang-Dong Yang*.Chem. Eur. J.,2015,21, 6673.

2.Pd(II)-Catalyzed P(O)R1R2-Directed Asymmetric C-H Activation and Dynamic Kinetic Resolution for the Synthesis of Chiral Biaryl Phosphates Yan-Na Ma, Hong-Yu Zhang, Shang-Dong Yang*.Org. Lett.,2015,17, 2034.

3.Asymmetric Synthesis of Chiral Atropisomeric Bis-Aryl Organophosphorus from Menthyl H-Phosphinate. Yan-Na Ma, Shang-Dong Yang*.Chem. Rec.,2016,16, 977.

4.Diastereoselective Radical Oxidative C-H Aminations toward Chiral Atropoisomeric (P,N) Ligand Precursors. Yan-Na Ma, Ming-Xing Cheng, Shang-Dong Yang*.Org. Lett.,2017,19, 600.

5.Tandem Oxidative C-H Amination and Iodization to Synthesize Difunctional Atropoisomeric P-Stereogenic Phosphinamides. Yan-Na Ma, Xi Zhang, Shang-Dong Yang*.Chem. Eur. J.,2017,23, 3007.

6.P(O)R2-Directed Enantioselective C–H Olefination toward Chiral Atropoisomeric Phosphine–Olefin Compounds. Shi-Xia Li, Yan-Na Ma, Shang-Dong Yang*.Org. Lett.,2017,19, 1842.

7.New Approaches for Biaryl-Based Phosphine Ligand Synthesis via P=O Directed C–H Functionalizations. Yan-Na Ma, Shi-Xia Li, Shang-Dong Yang*.Acc. Chem. Res.,2017, DOI: 10.1021/acs.accounts.7b00167.

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