铜催化格氏试剂的不对称烯丙基烷基化连续流反应

doi:10.6023/cjoc202303027

有机化学 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (9): 3174-3179.DOI: 10.6023/cjoc202303027 上一篇下一篇

研究论文

铜催化格氏试剂的不对称烯丙基烷基化连续流反应

宋晓^a, 卿晶^b, 黎君^a, 贾雪雷^a^,^b, 吴福松^a, 黄均荣^a^,^*(), 金剑^c^,^*(), 游恒志^a^,^*()

a 哈尔滨工业大学(深圳)理学院深圳 518055
b 深圳市中核海得威生物科技有限公司深圳 518055
c 哈尔滨工业大学(深圳)实验与创新实践教育中心深圳 518055

收稿日期:2023-03-20 修回日期:2023-04-24 发布日期:2023-06-13
作者简介:^† 共同第一作者.
基金资助:
深圳市基础研究专项(JCYJ20190806142203709); 深圳市基础研究专项(JSGG20191129114029286); 深圳市基础研究专项(JSGG20201103153807021); 深圳市基础研究专项(GXWD2022081117373600); 广东省基础与应用基础研究基金(2021A1515110366); 中国博士后科学基金(2022M720951); 深圳市先进功能碳基材料研究与综合应用重点实验室资助项目

Copper-Catalyzed Asymmetric Allyl Alkylation Using Grignard Reagents under Continuous Flow

Xiao Song^a, Jing Qing^b, Jun Li^a, Xuelei Jia^a^,^b, Fusong Wu^a, Junrong Huang^a(), Jian Jin^c(), Hengzhi You^a()

a School of Science, Harbin Institute of Technology (Shenzhen), Shenzhen 518055
b Shenzhen Zhonghe Headway Bio-Sci & Tech Co., Ltd., Shenzhen 518055
c Education Center of Experiments and Innovations, Harbin Institute of Technology (Shenzhen), Shenzhen 518055

Received:2023-03-20 Revised:2023-04-24 Published:2023-06-13
Contact: * E-mail: youhenzhi@hit.edu.cn;hjunrong@hit.edu.cn;jianjin@hit.edu.cn
About author:^† These authors contributed equally to this work.
Supported by:
Shenzhen Basic Research Foundation(JCYJ20190806142203709); Shenzhen Basic Research Foundation(JSGG20191129114029286); Shenzhen Basic Research Foundation(JSGG20201103153807021); Shenzhen Basic Research Foundation(GXWD2022081117373600); Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation(2021A1515110366); China Postdoctoral Science Foundation(2022M720951); Shenzhen Key Laboratory of Advanced Functional Carbon Materials Research and Comprehensive Application

文章分享

1. 233174S.pdf(1217KB)

摘要/Abstract

基于连续流微通道反应器, 在温和条件下首次实现了铜催化格氏试剂的不对称烯丙基烷基化反应. 在–20~ –10 ℃条件下, 用双流路不锈钢折线型连续流微通道反应器, 以极短的保留时间0.6 s, 实现了铜催化的不同格氏试剂的不对称烯丙基烷基化反应, 获得的产物收率为82%~99%, ee值中等至良好. 此外, 在连续流反应条件下连续进料34 min, 放大(S)-3-甲基-1-环己烯的合成规模, 获得0.968 g的(S)-3-甲基-1-环己烯, 收率为98.7%, ee值为96.6%, 证明了在连续流条件下铜催化剂可以稳定地催化格氏试剂发生不对称烯丙基烷基化反应.

关键词: 连续流, 微通道反应器, 铜催化, 不对称烯丙基烷基化, 克级制备

Continuous flow reactors were used to explore the copper-catalyzed asymmetric allyl alkylation (AAA) reactions of Grignard reagents under milder conditions for the first time. After continuous optimization, a 2-channel stainless steel broken-line continuous flow reactor was used to achieve a copper-catalyzed AAA reaction of various Grignard reagents at –20~–10 ℃ under very short reaction retention time of 0.6 s furnishing the corresponding products in 82%~99% yields with moderate to good enantioselectivity. Furthermore, the copper-catalyzed AAA reaction of 3-bromocyclohexene with methylmagnesium bromide was scaled up under a continuous flow process with continuous feeding for 34 min affording 0.968 g of (S)-3-methylcyclohex-1-ene with 98.7% yield and 96.6% ee.

Key words: continuous flow, micro reactors, copper-catalysis, asymmetric allyl alkylation, gram-scale preparation

引用此文

宋晓, 卿晶, 黎君, 贾雪雷, 吴福松, 黄均荣, 金剑, 游恒志. 铜催化格氏试剂的不对称烯丙基烷基化连续流反应[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3174-3179.

Xiao Song, Jing Qing, Jun Li, Xuelei Jia, Fusong Wu, Junrong Huang, Jian Jin, Hengzhi You. Copper-Catalyzed Asymmetric Allyl Alkylation Using Grignard Reagents under Continuous Flow[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2023, 43(9): 3174-3179.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

图/表 6

参考文献 9

[10]	Lin H.; Dai C.; Jamison T. F.; Jensen K. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 8870. doi: 10.1002/anie.v56.30
[11]	Yao H.; Wan L.; Zhao X.; Guo Y.; Zhou J.; Bo X.; Mao Y.; Xin Z. Org. Process Res. Dev. 2021, 25, 2060. doi: 10.1021/acs.oprd.1c00105
[12]	Liao J.; Zhang S.; Wang Z.; Song X.; Zhang D.; Kumar R.; Jin J.; Ren P.; You H.; Chen F. Green Synth. Catal. 2020, 1, 121.
[13]	Coley C. W.; Thomas D. A.; Lummiss J.; Jaworski J. N.; Jensen K. F. Science 2019, 365, eaax1566. doi: 10.1126/science.aax1566
[14]	Zisu B.; Bhaskaracharya R.; Kentish S.; Ashokkumar M. Ultrason. Sonochem. 2010, 17, 1075. doi: 10.1016/j.ultsonch.2009.10.014
[15]	You H.; Rideau E.; Sidera M.; Fletcher S. Nature 2015, 517, 351. doi: 10.1038/nature14089
[1]	Trost B. M.; Crawley M. L. Chem. Rev. 2003, 103, 2921. doi: 10.1021/cr020027w
[2]	Cui P. L.; Liu H. Y.; Zhang D. N.; Wang C. Chin. J. Org. Chem. 2012, 32, 1401. (in Chinese) doi: 10.6023/cjoc1110071
	(崔朋雷, 刘海燕, 张冬暖, 王春, 有机化学, 2012, 32, 1401.) doi: 10.6023/cjoc1110071
[3]	Li J.; Song X.; Wu F.; You H.; Chen F.-E. Eur. J. Org. Chem. 2022, e202200860.
[4]	Klaveren M.; Persson E. S. M.; del Villar A.; Grove D. M.; Bäckvall J.-E.; van Koten G. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 3059. doi: 10.1016/0040-4039(95)00426-D
[5]	Meuzelaar G. J.; Karlström A. S. E.; van Klaveren M.; Persson E. S. M.; del Villar A.; van Koten G.; Bäckvall J.-E. Tetrahedron 2000, 56, 2895. doi: 10.1016/S0040-4020(00)00145-9
[6]	Karlström A. S. E.; Huerta F. F.; Meuzelaar G. J.; Bäckvall J.-E. Synlett 2001, 2001(Special Issue),0923. doi: 10.1055/s-2001-14667
[7]	Langlois J.-B.; Alexakis A. Adv. Synth. Catal. 2010, 352, 447. doi: 10.1002/adsc.v352:2/3
[8]	Plutschack M. B.; Pieber B.; Gilmore K.; Seeberger P. H. Chem. Rev. 2017, 117, 11796. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00183 pmid: 28570059
[9]	Adamo A.; Beingessner R. L.; Behnam M.; Chen J.; Jamison T. F.; Jensen K. F.; Monbaliu J. C. M.; Myerson A. S.; Revalor E. M.; Snead D. R. Science 2016, 352, 61. doi: 10.1126/science.aaf1337

Entry	Time/s	CuX	Ligand	Solvent	Yield^c/%	ee^d/%
1^b	64	CuTc	L2	DCM	>99	48
2^e	64	CuTc	L2	DCM	>99	67
3^f	32	CuTc	L2	DCM	>99	69
4^g	16	CuTc	L2	DCM	>99	64
5^f	32	Cu(OTf)₂	L2	DCM	>99	61
6^f	32	CuBr	L2	DCM	>99	69
7^f	32	CuI	L2	DCM	>99	64
8^f	32	CuCN	L2	DCM	>99	51
9^f	32	CuCl	L2	DCM	>99	70
10^f	32	CuCl	L2	MTBE	>99	53
11^f	32	CuCl	L2	Hexane	>99	52
12^f	32	CuBr•SMe₂	L2	DCM	>99	70
13^f	32	CuBr•SMe₂	L1	DCM	>99	13
14^f	32	CuBr•SMe₂	L3	DCM	>99	42
15^f	32	CuBr•SMe₂	L4	DCM	>99	8

Entry	Time/s	CuX	Ligand	Solvent	Yield^c/%	ee^d/%
1^b	64	CuTc	L2	DCM	>99	48
2^e	64	CuTc	L2	DCM	>99	67
3^f	32	CuTc	L2	DCM	>99	69
4^g	16	CuTc	L2	DCM	>99	64
5^f	32	Cu(OTf)₂	L2	DCM	>99	61
6^f	32	CuBr	L2	DCM	>99	69
7^f	32	CuI	L2	DCM	>99	64
8^f	32	CuCN	L2	DCM	>99	51
9^f	32	CuCl	L2	DCM	>99	70
10^f	32	CuCl	L2	MTBE	>99	53
11^f	32	CuCl	L2	Hexane	>99	52
12^f	32	CuBr•SMe₂	L2	DCM	>99	70
13^f	32	CuBr•SMe₂	L1	DCM	>99	13
14^f	32	CuBr•SMe₂	L3	DCM	>99	42
15^f	32	CuBr•SMe₂	L4	DCM	>99	8

Entry^a	T^b/℃	Time/s	Yield^b/%	ee^c/%
1^d	r.t.	32	>99	70
2^a	r.t.	32	>99	59
3^a	r.t.	0.6	>99	74
4^a	0	0.6	>99	82
5^e	0	0.6	>99	71
6^f	0	0.6	>99	87
7^f^,^g	0	0.6	>99	85
8^f^,^g	–10	0.6	>99	96
9^f^,^g	–20	0.6	>99	97

Entry^a	T^b/℃	Time/s	Yield^b/%	ee^c/%
1^d	r.t.	32	>99	70
2^a	r.t.	32	>99	59
3^a	r.t.	0.6	>99	74
4^a	0	0.6	>99	82
5^e	0	0.6	>99	71
6^f	0	0.6	>99	87
7^f^,^g	0	0.6	>99	85
8^f^,^g	–10	0.6	>99	96
9^f^,^g	–20	0.6	>99	97

铜催化格氏试剂的不对称烯丙基烷基化连续流反应

Copper-Catalyzed Asymmetric Allyl Alkylation Using Grignard Reagents under Continuous Flow

RichHTML

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

图/表 6

参考文献 9

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价

[1]	冯康博, 陈炯, 古双喜, 王海峰, 陈芬儿. 全连续流反应技术在药物合成中的新进展(2019~2022)[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 378-397.
[2]	岁丹丹, 岑南楠, 龚若蕖, 陈阳, 陈文博. 无支持电解质条件下连续流电化学合成三氟甲基化氧化吲哚[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3239-3245.
[3]	陆晓雨, 孙晓梅, 钮亚琴, 王俊超, 殷文婧, 高梦婷, 刘孜, 韦正桓, 陶庭骅. 铜催化氟代丙烯酸与氧杂吖丙啶的脱羧交叉偶联反应[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2110-2119.
[4]	鲍志成, 李慕尧, 王剑波. 铜催化芳基重氮乙酸酯与双[(频哪醇)硼基]甲烷的偶联反应[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1808-1814.
[5]	李靖鹏, 黄顺桃, 杨棋, 李伟强, 刘腾, 黄超. 利用连续流动技术合成(Z)-N-乙烯基取代N,O-缩醛[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1550-1558.
[6]	李春生, 连晓琪, 陈莲芬. 铜催化亚砜叶立德与邻苯二胺[4＋2]环加成反应[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1492-1498.
[7]	刘洋, 黄翔, 王敏, 廖建. 铜催化环酮亚胺与β,γ-不饱和N-酰基吡唑不对称Mannich-Type反应[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1499-1509.
[8]	刘春阳, 李燕, 张前. 铜催化环状烯烃烯丙位C(sp³)—H磺酰化反应研究[J]. 有机化学, 2023, 43(3): 1091-1101.
[9]	韩彪, 李维双, 陈舒晗, 张泽浪, 赵雪, 张瑶瑶, 朱磊. 铜催化不饱和化合物硅加成反应的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(2): 555-572.
[10]	陈志远, 杨梦维, 徐建林, 徐允河. 铜催化双炔膦氧化物硅质子化反应合成β-硅基取代的乙烯基膦氧化物[J]. 有机化学, 2023, 43(10): 3598-3607.
[11]	许力, 吕兰兰, 王香善. 铜催化烯醇硅醚与芳基亚磺酸钠合成β-酮砜的研究[J]. 有机化学, 2023, 43(10): 3644-3651.
[12]	陈飞, 陶晟, 刘宁, 代斌. CNN型双核Cu(I)配合物室温催化固定CO₂的直接羧基化反应[J]. 有机化学, 2022, 42(8): 2471-2480.
[13]	李晖, 殷亮. 铜催化的直接型插烯反应研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(6): 1573-1585.
[14]	孙天义, 张依凡, 孟远倢, 王怡, 朱琦峰, 姜玉新, 刘石惠. 可见光-铜共催化的糖类区域选择性氧烷基化反应[J]. 有机化学, 2022, 42(5): 1414-1422.
[15]	孙亚敏, 李锡勇, 袁金伟, 余加琳, 刘帅楠. 温和条件下以芳基胺为原料CuI催化下区域选择性合成3-芳基香豆素[J]. 有机化学, 2022, 42(2): 631-640.