方法学｜Hoveyda《Nature》催化交叉复分解制备E和Z型三取代烯烃

引言

第一作作者是Thach T. Nguyen和Ming Joo Koh

通讯作者是Amir H. Hoveyda

该研究报道催化交叉复分解反应合成E和Z型三取代烯烃：

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 简介

线型E-或Z-三取代的烯烃，在天然化合物中广泛存在；同时在化学中大量应用，包括催化对映选择性氢化、烯丙基化、共轭加成等。

目前，报道了一些非环三取代烯烃的制备方法，但是都存在一些缺陷。

将炔烃或含羰基化合物转化为三取代烯烃的方案涉及长序列、强酸性或碱性条件，和/或只有一个立体异构体可以获得

目前还没有催化的、高产量的、广泛适用的、立体选择性的方法来获得三取代烯烃，特别是可以选择性制备任何一种立体异构体的方法。特别值得注意的是提供E-或Z -三取代烯基氯化物和溴化物的策略，这些化合物存在于具有生物活性的天然产物中，可以通过交叉偶联来合成许多其他烯

目前，只有少量的研究报道了通过交叉复分解反应制备三取代烯烃。有两种情况涉及到立体异构，在每一种情况下，反应要么具有最低选择性，要么优先提供E型异构体，因为立体选择性来自底物控制。

设计动力学控制的E-或Z-选择性三取代烯烃的合成方法是困难的，有几个原因。金属环丁烷中间体相对受阻，与1,2-二取代烯烃相比，E和Z异构体之间的能量差较小。还有一个固有的化学选择性的缺乏:在交叉复分解反应中，当需要三取代的烯烃时，通常一个起始材料是单取代的，另一个是1,1-二取代的烯烃，两者都包含一个未取代的末端烯基亚甲基单元。

因此，我们最初将钼基配合物催化的交叉复分解反应合成二取代卤化烯基化合物的方法扩展到三取代变体的努力被证明不是那么简单，这并不令人惊讶。

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设想与探索

当作者尝试三取代烯烃时，发现反应更加有效，并且可以获得更好的立体选择性：

E-6的制备及其转化为相应的E-3:

可以看到，实用1 mol%的催化剂Mo-2，可以高效地将E-6转化为相应的E-3a，收率达到81%，并且E/Z = 95:5

随后，作者通过Suzuki偶联制备了底物E-9，该化合物在3 mol%Mo-1催化下，以90%收率和>98:2的E/Z比制备得到E-3b。

进一步的，作者还用这两个催化剂完成了多个三取代氯代烯烃的高效、高对映选择性制备

随后，作者将该方法应用于Z型底物：

从结果可知，两个催化剂对于Z型底物具有良好的适用性。同样可以高收率的制备得到相应的Z型三取代氯代烯烃

对于反应，作者提出了可能的反应过渡态模型：

从这些提出的模型，可以看到底物构型，对于产物结构具有显著的作用

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机理研究

作者对于反应过程，提出了可能的机理：

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应用

随后，作者对该反应进行进一步应用研究：

实用该方法，可以高效地制备多种三取代的溴代烯烃

评述

催化复分解反应是化学中的核心转变，但E型或Z型非环三取代烯烃的立体选择性生成方法尚不清楚。关键问题是缺乏化学选择性——即主要的副反应只涉及受阻较少的起始烯烃，导致同位置换副产物——以及短时间的亚甲基配合物的形成。相比之下，在催化交叉偶联中，底物更为独特，且均偶联不成问题。在这里，我们展示了通过涉及E-或z -三取代烯烃的交叉置换反应，这些烯烃很容易通过交叉偶联反应从市售的原料中制备，许多可取的,否则难以线性E -或Z-trisubstituted烯烃可以有效合成和在特殊立体异构的纯度(E 98%或95% Z)的效用的策略是演示的简洁立体选择合成生物活性化合物,比如抗真菌的印度杆菌B和抗炎的coibin D。

化解 chem，一起全合成