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周其林、朱守非团队:铑催化B-H键插入反应
2018-10-12

周其林、朱守非团队实现了铑催化非稳定重氮衍生的卡宾对B-H键的插入反应,实现了羰基向硼基的直接转化,为结构多样的有机硼化合物的合成奠定了基础。

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有机硼化合物作为一种非常重要的类金属有机试剂,在合成中应用广泛,它们独特的物理化学性质使其在材料科学和医药领域有很好的应用前景。因此,有机硼化合物的合成一直广受关注。人们已经发展了一些C-B成键反应,但是这些反应都有各自的局限,合成的有机硼化合物结构多样性差,一些重要有机硼化合物的合成效率低下。2013年,周其林、朱守非团队报道了一例过渡金属催化的卡宾对胺-硼烷加合物和膦-硼烷加合物B-H键的插入反应。这一反应将金属卡宾化学与有机硼化学联系在一起,具有官能团耐受性好、反应条件温和、选择性可控等特点,为有机硼化合物的合成提供了新方法。随后其他课题组也成功将多种新型催化剂应用于该反应,并进一步拓展了反应的底物范围。然而,迄今用于B-H键插入反应的卡宾前体都是含有α-吸电子基团(如酯基、酮羰基、三氟甲基等)的稳定重氮化合物,这造成了B-H键插入产物的结构局限性大,并且影响了其后续的合成转化。
      最近周其林、朱守非团队又在金属催化卡宾对B-H键插入反应方面取得了重要进展。他们利用Bamford-Stevens反应,将醛、酮衍生的磺酰腙在碱性条件下加热,现场生成非稳定重氮化合物,在双铑络合物催化下实现了B-H键插入反应,并使用手性双铑络合物催化剂获得了高对映选择性。新反应实现了羰基官能团(醛和酮)向硼基官能团的直接转化,并具有底物适用范围广、官能团耐受性好、选择性可控等特点。由于羰基化合物类型非常丰富,该反应为结构多样的有机硼化合物合成奠定了基础。由于不含α-吸电子基团,反应产物可以进行多种官能团转化,而且在转化过程中对映选择性得到很好的保持。

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      这一成果近期发表在J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 10663–10668(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05946)上,文章的第一作者是南开大学硕士研究生逄越。
      该研究得到了基金委,教育部和南开大学的资助。