二茂鐵化合物在材料化學(xué)、有機合成和藥物化學(xué)等領(lǐng)域起著重要作用。尤其是含有平面手性的二茂鐵類化合物，在不對稱氧化偶聯(lián)催化反應(yīng)中作為手性配體或者催化劑得到了廣泛研究，其中一些已經(jīng)在工業(yè)上實現(xiàn)了大規(guī)模應(yīng)用。因此，在二茂鐵骨架上發(fā)展高效引入平面手性的方法具有重要意義。

中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所金屬有機化學(xué)國家重點實驗室游書力小組一直致力于研究不對稱碳氫鍵官能團化反應(yīng) (Asymmetric Functionalization of C–H Bonds, RSC: Cambridge, UK, 2015)。2013年，該課題組首次使用醋酸鈀和廉價易得的氨基酸Boc-l-Val-OH為催化體系，實現(xiàn)了二茂鐵底物和芳基硼酸的不對稱碳氫鍵芳基化反應(yīng)，以良好的收率和優(yōu)秀的對映選擇性構(gòu)建了平面手性芳基二茂鐵(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 86)。2014年，他們從簡單易得的二茂鐵底物出發(fā)，使用醋酸鈀和商業(yè)可得的(Ra)-BINAP為催化體系，實現(xiàn)了分子內(nèi)碳氫鍵芳基化反應(yīng)。對于不同的底物，反應(yīng)以優(yōu)秀的收率得到近光學(xué)純的平面手性二茂鐵化合物，即使催化劑用量降低至千分之五，反應(yīng)也能獲得99%收率和96% ee對映選擇性，該方法學(xué)也可用于平面手性配體的合成(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4841)。

最近，該小組通過使用醋酸鈀和Boc-l-Ile-OH為催化體系，成功地實現(xiàn)了第一例不對稱氧化交叉偶聯(lián)反應(yīng) (J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2544)，該反應(yīng)使用二茂鐵甲胺和富電子芳雜環(huán)為底物，經(jīng)過兩個碳氫鍵官能團化過程，不需要對任何一個底物預(yù)官能團化，就可以實現(xiàn)平面手性二茂鐵化合物高效、高對映選擇性合成。反應(yīng)以空氣為氧化劑，避免了金屬氧化劑的使用，符合綠色化學(xué)的理念。

值得注意的是，該反應(yīng)以專一的區(qū)域選擇性控制得到近光學(xué)純的平面手性二茂鐵化合物。該方法學(xué)為平面手性二茂鐵化合物的合成提供了一條高效的途徑，對于平面手性配體和催化劑的設(shè)計和合成具有重要的意義。該研究工作受到了美國化學(xué)會《化學(xué)與工程新聞》周刊 (Chemical &Engineering News)的關(guān)注，在3月14日出版的一期雜志中以Dual C–H/C–H asymmetric cross-coupling unveiled 為題對該工作進行了介紹。

上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院和上海市科委的大力資助。

好了，相信到了這里，大家都了解這種通過不對稱氧化偶聯(lián)反應(yīng)合成平面手性二茂鐵衍生物的方法了吧！