Enantioselettivo Cu

Nature Communications volume 13, numero articolo: 3524 (2022) Citare questo articolo

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Gli organobori chirali sono di grande valore nella sintesi asimmetrica, nei materiali funzionali e nella chimica medicinale. Lo sviluppo di bis(boril) alcani chirali, in particolare di composti 1,1-diboro arricchiti otticamente, è stato fortemente inibito dalla mancanza di protocolli sintetici diretti. Pertanto, è molto impegnativo sviluppare una strategia semplice ed efficace per ottenere 1,1-diborilalcani chirali. Qui, sviluppiamo una doppia idroborazione a cascata enantioselettiva catalizzata da rame di alchini terminali e sono stati facilmente ottenuti gem-diborilalcani altamente enantioarricchiti. La nostra strategia utilizza semplici alchini terminali e due diversi borani per costruire preziosi gem-bis(boril) alcani chirali con un modello catalitico e uno di ligando, che rappresenta la strategia più semplice e diretta per costruire tali gem-diboroni chirali.

Gli organobori chirali sono di grande valore nella sintesi asimmetrica e nei materiali funzionali, nonché nelle molecole bioattive1,2,3,4,5,6,7,8. Sono stati sviluppati miriadi di protocolli per costruire mono-organobori chirali con centri stereogenici al carbonio9,10,11,12,13, che si sono rivelati elementi costitutivi chirali molto preziosi nella sintesi organica14,15. Rispetto ai composti chirali mono-organoboro, quelli bis(borile) enantioarricchiti potrebbero fornire la fattibilità per costruzioni selettive e multiple di legami CC o C-eteroatomo per generare nuovi preziosi composti chirali. Tuttavia, i composti bis(borile) chirali sono sottosviluppati a causa della scarsità di strategie sintetiche dirette. Lo sviluppo di protocolli sintetici efficienti per accedere a vari bis(boril)alcani chirali è altamente auspicabile per indagare le loro proprietà fondamentali ed esplorare le loro potenziali applicazioni.

L'idroborazione enantioselettiva di alcheni ampiamente esistenti è uno dei mezzi più importanti ed efficienti per costruire composti organoboro chirali, ma che di solito porta solo a monoorganobori chirali, la doppia idroborazione sequenziale di alchini prontamente disponibili era considerata una delle strategie più ideali per sintetizzare bis (boril)alcani, tuttavia, a causa delle sfide intrinseche al controllo delle chemio-, regio- ed enantioselettività sulle idrofunzionalizzazioni degli alchini e reazioni multicomponente, le doppie idroborazioni enantioarricchite di alchini sono state scarsamente riportate9,10,11,12,13. Nel 2009, Hoveyda ha presentato una 1,2-idroborazione enantioselettiva catalizzata da rame di alchini terminali alifatici per la sintesi di 1,2-bis(boril) alcani con B2pin2 come fonte di boro e MeOH come donatore di idrogeno16; nel 2012, Yun e colleghi hanno descritto una doppia idroborazione di sililalchini catalizzata da Cu altamente regio- e stereoselettiva per rendere diboronati sin-vicinali, ancora una volta con il sistema B2pin2/MeOH13. Rispetto all'idroborazione 1,2-doppia enantioselettiva degli alchini, gli 1,1-diborilalcani chirali che contengono due diverse unità boriliche sullo stesso atomo di carbonio sono molto rari, l'esempio fondamentale è venuto dal gruppo Hall nel 201117, in cui l'idroborazione chirale 1,1 I -diboroni sono stati generati dall'idroborazione enantioselettiva catalizzata da Cu di substrati alchenilBdan (dan, 1,8-diamminaftalenil-) con B2pin2 come fonte di boro. Due anni dopo, Yun e colleghi hanno rivelato un'idroborazione enantioselettiva dell'alchenilBdan tramite catalisi del Cu con HBpin come fonte di boro (Fig. 1A)2. Nonostante siano due metodi sporadici seminali sulla preparazione di 1,1-diboril alcani chirali, la strategia di Hall e il metodo di Yun presentano notevoli carenze, inclusa la necessità di preparare l'alchenilBdan come materiale di partenza attraverso una sintesi in una o due fasi, un substrato stretto ambito con pochissimi esempi e limitate applicazioni sintetiche impiegate per gli 1,1-diboril alcani chirali. Recentemente, il gruppo Chirik ha sviluppato un'idrogenazione asimmetrica di 1,1-diboril alcheni asimmetrici per rendere 1,1-diboril alcani chirali (Fig. 1B)18. Ancora una volta, i materiali di partenza in questa strategia devono essere presintetizzati da alchini e anche i complessi chirali di cobalto sono presintetizzati. Data la prevalenza e la facile accessibilità degli alchini e i principi della chimica verde sulla riduzione delle fasi di sintesi, immaginiamo che gli alchini possano essere un ottimo punto di partenza per la costruzione di 1,1-diboril alcani chirali sulla base della nostra precedente esperienza sulla sintesi di 1,1-diboroni racemi. Per costruire gli 1,1-diboroni otticamente puri, l'idroborazione degli alchini catalizzata da metalli di transizione con HBR2 sia come fonte di boro che come fonte di idrogeno dovrebbe essere la soluzione ideale per questo obiettivo. Tuttavia, ci sono diverse sfide significative nei nostri protocolli proposti: la mono-idroborazione potrebbe essere quella dominante19; potrebbe verificarsi l'omodiborazione e sarà un problema per la purificazione20,21; la regioselettività è sempre un problema nella funzionalizzazione degli alchini22; ultimo ma non meno importante, lo stereocontrollo sarà una grande sfida da superare con un opportuno catalizzatore metallico e appropriati ligandi chirali. La nostra precedente esperienza sulla multifunzionalizzazione senza metalli di transizione degli alchini23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33 e sull'idrosililazione a cascata catalizzata da cobalto e sull'idroborazione degli alchini per accedere all'enantioarricchito 1,1- i sililboril alcani (Fig. 1C)34 hanno portato a ipotizzare che l'incorporazione del metallo di transizione con una scelta adeguata di partner di doppia idroborazione sarà cruciale per superare i problemi sopra menzionati.