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有机硫化合物,尤其是具有S(IV)或S(VI)立体中心的化合物,近年来在药物候选物、农用化学品、手性助剂、配体和有机催化剂中得到了广泛应用。(图1a)手性亚砜胺由于其四面体几何结构,兼具稳定性和反应活性,在立体选择性合成中表现尤为突出。亚砜胺可以作为多种含硫功能团的中间体,如磺酰胺、磺酰亚胺胺和磺酰亚胺酰氟等。此外,手性芳基亚砜胺作为双功能试剂在烯烃的分子间氨基芳基化中显示了其独特的价值。尽管其重要性,手性亚砜胺的合成通常涉及依赖手性助剂的多步过程,常见的方法包括使用L-薄荷醇制备安德森亚磺酸盐。因此,迫切需要更简化、高效的单步合成方法来获取这些有价值的手性化合物。
亚砜胺(R−NSO)具有独特的正交累积π体系,在有机化学中被广泛用作多种化学转化的构建模块。一个显著的应用是通过格氏试剂或有机锂试剂的亲核加成形成C−S键,从而合成亚砜胺。近年来,催化领域的进展集中在通过利用易得的原料进行加成反应,提高与敏感官能团的兼容性。在此背景下,Willis等人展示了镍(II)催化的芳基硼氧化物向N-三苯甲基亚磺胺(Tr−NSO,I)的加成,以合成亚砜胺。然而,从亚砜胺制备手性亚砜胺的对映选择性方法仍然稀缺。迄今为止,已知的唯一方法是通过BINOL基锑烷催化剂在内烯烃与亚砜胺的C−H氧化中合成手性烯丙基磺酰胺。(图1b)
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图片来源:JACS
本研究旨在通过镍催化剂的2,3-不对称加成反应,实现芳基硼酸与亚砜胺的高效、模块化合成,生成含有S立体中心的手性亚砜胺。(图1d)作者团队提出了一种新策略,利用镍催化剂和手性双氧杂环丙烷配体,在温和条件下实现对多种芳基硼酸和亚砜胺的高对映选择性加成。实验中,作者以N-三苯甲基亚砜胺(Tr−NSO,I)和芳基硼酸为模型底物,探索了多种反应条件和配体的影响,通过调整反应温度、溶剂、碱以及分子筛的使用,优化了反应的对映选择性和产率。此外,通过扩展芳基硼酸的反应范围,进一步验证了该方法的普适性,并通过X射线晶体学分析,确认了部分产物的绝对构型。
本研究开发的镍催化2,3-不对称加成方法,为合成含S立体中心的手性亚砜胺提供了一条高效、灵活的新途径。该方法不仅在对映选择性和产率上表现出显著优势,还展现了对多种芳基硼酸和亚砜胺的广泛适应性。通过详细的实验和计算研究,我们深入探讨了反应机理和影响对映选择性的关键因素,为未来手性硫化合物的设计和合成提供了重要参考。
标题:Asymmetric 2,3-Addition of Sulfinylamines with Arylboronic Acids Enabled by Nickel Catalysis
作者:Longlong Xi,# Xiaowu Fang,# Minyan Wang,* and Zhuangzhi Shi*
链接:https://doi.org/10.1021/jacs.4c04050