Professor Fu Yao und Associate Professor Lu Xi von der University of Science and Technology of China (USTC) haben eine Kobalthydrid-katalysierte enantioselektive Hydroalkylierung durchgeführt, die den effizienten Aufbau chiraler tertiärer Kohlenstoffzentren an der Benzylposition ermöglicht. Die Studie wurde veröffentlicht In Natursynthese.
Alkylkohlenstoffzentren dienen als Gerüst für die 3D-Konfiguration in organischen Molekülen und Funktionsmaterialien und verleihen diesen Molekülen einzigartige Eigenschaften und Funktionen. Alkenhydroalkylierungsreaktionen erzeugen Alkylkohlenstoffzentren durch die Reaktion von Metallhydridspezies mit Alkenen. Die Kontrolle der stereochemischen Selektivität dieser Reaktion war jedoch eine Herausforderung.
Die Forscher untersuchten die Struktur und Reaktionsregelmäßigkeit von Alkylmetall-Zwischenprodukten und entwickelten ein neues Modell, das nichtkovalente CH···π-Wechselwirkungen zur Steuerung der Reaktionsselektivität nutzt. Es zeigte sich, dass das π-Elektronensystem des Styrolsubstrats CH···π-Wechselwirkungen mit Wasserstoffatomen im Katalysator bildet, was eine präzise Kontrolle der stereochemischen Selektivität der Reaktion ermöglichte.
Forscher führten die kobaltkatalysierte Hydroalkylierung von Alkenen durch, wobei sie vicinale chirale Alkylkohlenstoffzentren präzise aufbauten. Dieses Experiment löste das Problem der unkontrollierbaren Stereochemie bei heteroatomfreien Hydroalkylierungsreaktionen von Alkenen.
Die Hydroalkylierung von Alkenen mit Alkylhalogeniden war auf eine breite Palette von Substraten anwendbar und zeichnete sich durch eine hervorragende Kompatibilität mit funktionellen Gruppen aus. Darüber hinaus ermöglichte das katalytische System die deuteriummarkierte Hydroalkylierung von Alkenen, was potenzielle Anwendungen in der Synthese und Modifizierung von pharmazeutischen Molekülen und Naturprodukten zeigte.
Die Studie enthüllt einen neuen Syntheseweg für chirale Funktionsmoleküle wie deuterierte Medikamente.
Mehr Informationen:
Yan Li et al., Enantioselektive Alkenhydroalkylierung unter Überwindung von Heteroatombeschränkungen mittels Kobaltkatalyse, Natursynthese (2024). DOI: 10.1038/s44160-024-00581-x