配体接力促进的钯催化卡宾插入/Tsuji-Trost串联反应实现不对称[4+1]环化构筑手性茚满

doi:10.6023/cjoc202603004

有机化学上一篇

研究论文

配体接力促进的钯催化卡宾插入/Tsuji-Trost串联反应实现不对称[4+1]环化构筑手性茚满

张超^a, 罗洲^b, 赵申^b, 沈安^c,*, 杨国强^b,*, 刘媛媛^a,*

^a华东师范大学化学与分子工程学院上海市 200062;
^b上海交通大学变革性分子前沿科学中心上海市 200240;
^c上海化工研究院聚烯烃催化技术与高性能材料全国重点实验室上海市 200062

收稿日期:2026-03-04 修回日期:2026-03-20
基金资助:
国家自然科学基金(No. 22371073)，中央高校基本科研业务费专项资金资助(No. 25X010202131)，聚烯烃催化技术与高性能材料全国重点实验室(No. SKLZX-2025-11)资助项目.

Constructing Chiral Indanes by a Ligand Relay-Enabled Pd-Catalyzed Asymmetric [4+1] Annulation via Carbene Insertion/Tsuji-Trost Cascade

Chao Zhang^a, Zhou Luo^b, Shen Zhao^b, An Shen^c,*, Guoqiang Yang^b,*, Yuanyuan Liu^a,*

^aSchool of Chemistry and Molecular Engineering, East China Normal University, Shanghai 200062;
^bFrontiers Science Center for Transformative Molecules, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240;
^cState Key Laboratory of Polyolefins and Catalysis, Shanghai Research Institute of Chemical Industry Co., Ltd., Shanghai, 200062

Received:2026-03-04 Revised:2026-03-20
Contact: *E-mail: yyliu@chem.ecnu.edu.cn; gqyang@sjtu.edu.cn; shenan@srici.cn
Supported by:
Project supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No. 25X010202131), the National Natural Science Foundation of China (22371073), State Key Laboratory of Polyolefins and Catalysis (Grant No. SKLZX-2025-11).

文章分享

1. cjoc202603004辅助材料.pdf(8310KB)

摘要/Abstract

经历钯-卡宾中间体的不对称环化反应为构建手性环状骨架提供了高效途径，但其发展仍面临重大挑战。本研究报道了一种钯催化的不对称[4+1]环化反应，利用动态多配体接力不对称催化策略成功构建手性茚满类化合物。该配体接力体系采用双齿Pyrox配体促进氧化加成步骤，同时使用单齿Feringa型磷酰胺配体促进卡宾化/迁移插入过程及后续分子内Tsuji-Trost反应。

关键词: 不对称催化, 配体接力, 钯催化, Tsuji-Trost反应, 卡宾插入

Asymmetric annulation via palladium-carbene intermediates offers a powerful route to chiral cyclic frameworks, yet its development remains a significant challenge. Here, we disclose a Pd-catalyzed asymmetric [4+1] annulation for constructing chiral indanes, enabled by a novel dynamic multiligand relay asymmetric catalysis. The ligand relay system employs a bidentate Pyrox ligand to promote the oxidative addition and a monodentate Feringa-type phosphoramidite ligand to promote the carbenation/migratory insertion step and the following intramolecular Tsuji-Trost reaction. The practical utility of this method was confirmed through a scale-up experiment. This strategy establishes a practical and efficient route to enantioenriched vicinal substituted indanes.

Key words: asymmetric catalysis, ligand relay, palladium catalysis, Tsuji-Trost reaction, carbene insertion

引用此文

张超, 罗洲, 赵申, 沈安, 杨国强, 刘媛媛. 配体接力促进的钯催化卡宾插入/Tsuji-Trost串联反应实现不对称[4+1]环化构筑手性茚满[J]. 有机化学, doi: 10.6023/cjoc202603004.

Chao Zhang, Zhou Luo, Shen Zhao, An Shen, Guoqiang Yang, Yuanyuan Liu. Constructing Chiral Indanes by a Ligand Relay-Enabled Pd-Catalyzed Asymmetric [4+1] Annulation via Carbene Insertion/Tsuji-Trost Cascade[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, doi: 10.6023/cjoc202603004.

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

分享此文

参考文献

[1] Doyle M. P.;McKervey, M. A.; Ye, T. Modern Catalytic Methods for Organic Synthesis with Diazo Compounds: From Cyclopropanes to Ylides. Wiley: New York. 1998.
[2] Doyle M. P.; Forbes, D. C. Chem. Rev.1998, 98, 911.
[3] Lebel H.; Marcoux J.-F.; Molinaro C.; Charette, A. B. Chem. Rev.2003, 103, 977.
[4] Qi X.; Lan, Y. Acc. Chem. Res.2021, 54, 2905.
[5] Davies H. M. L.; Morton, D. Chem. Soc. Rev.2011, 40, 1857.
[6] Ford A.; Miel H.; Ring A.; Slattery C. N.; Maguire A. R.; McKervey, M. A. Chem. Rev.2015, 115, 9981.
[7] Zhou G.; Guo Z.; Shen, X. Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202217189.
[8] Liu M.; Uyeda, C. Angew. Chem. Int. Ed.2024, 63, e202406218.
[9] Zhang X.; Sivaguru P.; Pan Y.; Wang N.; Zhang W.; Bi X. Chem. Rev.2025, 125, 1049.
[10] Jiang J.-X.; Liu, Q.-Z. Chin. J. Org. Chem.2024, 44, 2640.
[11] Guo J.; Li C.; Hu R.; Rong H.; Li J.; Du Y.; Qin Y.; Lv J.; Sun, D. Chin. J. Org. Chem.2026, 46, 379.
[12] Nozaki H.; Moriuti S.; Takaya H.; Noyori R. Tetrahedron Lett.1966, 7, 5239.
[13] Nozaki H.; Takaya H.; Moriuti S.; Noyori R. Tetrahedron.1968, 24, 3655.
[14] Noyori R.; Takaya H.; Nakanisi Y.; Nozaki, H. Can. J. Chem.1969, 47, 1242.
[15] Guo X.; Hu, W. Acc. Chem. Res.2013, 46, 2427.
[16] Zhang D.; Hu W. Chem. Rec.2017, 17, 739.
[17] Davies H. M. L.; Lian, Y. Acc. Chem. Res.2012, 45, 923.
[18] Yada A.; Fujita S.; Murakami, M. J. Am. Chem. Soc.2014, 136, 7217.
[19] Zhang Z.; Sheng Z.; Yu W.; Wu G.; Zhang R.; Chu W.-D.; Zhang Y.; Wang J. Nat. Chem.2017, 9, 970.
[20] Wang K.; Li S.-S.; Wang, J. Chem. Eur. J.2022, 28, e202200170.
[21] Huo J.; Zhong K.; Xue Y.; Lyu M.; Ping Y.; Ouyang W.; Liu Z.; Lan Y.; Wang J.Chem. Eur. J. 2022,28, e202200191.
[22] Huo J.; Zhong K.; Xue Y.; Lyu M.; Ping Y.; Liu Z.; Lan, Yu; Wang, J. J. Am. Chem. Soc.2021, 143, 12968.
[23] Xiao Q.; Zhang Y.; Wang, J. Acc. Chem. Res.2013, 46, 236.
[24] Xia Y.; Qiu D.; Wang J. Chem. Rev.2017, 117, 13810.
[25] Chu W.-D.; Zhang L.; Zhang Z.; Zhou Q.; Mo F.; Zhang Y.; Wang, J. J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 14558.
[26] Chu W.-D.; Guo F.; Yu L.; Hong J.; Liu Q.; Mo F.; Zhang Y.; Wang, J. Chin. J. Chem.2018, 36, 217.
[27] Feng J.; Li B.; He Y.; Gu Z.Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 2186.
[28] Zhang H.; Lu C.-J.; Cai G.-H.; Xi L.-L.; Feng J.; Liu R.-R. Nat. Commun.2024, 15, 3353.
[29] Zhao G.; Wu Y.; Wu H.-H.; Yang J.; Zhang, J. J. Am. Chem. Soc.2021, 143, 17983.
[30] Zhu S.; Xiao B.; Huang M.; Wu Y.; Sun T.-Y.; Yang J.; Wu Y.-D.; Zhang, J. J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 45210.
[31] Yang B.; Cao K.; Zhao G.; Yang J.; Zhang, J. J. Am. Chem. Soc.2022, 144, 15468.
[32] Sun Y.; Ma C.; Li Z.; Zhang J. Chem. Sci.2022, 13, 11150.
[33] Wang X.; Wang C.; Luo Y.; Li J.; Gan C.; Luo S.; Zhu Q. Chem. Catal.2024, 4, 100904.
[34] Ning X.; Zhao T.; Zhu Y.; Liu B.; Yan X.; Xia, Y. J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 16773.
[35] Liu J.-G.; Chen W.-W.; Gu C.-X.; Xu B.; Xu M.-H. Org. Lett.2018, 20, 2728.
[36] Sun Y.; Wang B.; Lu, Z. Org. Chem. Front.2023, 10, 4146.
[37] Li H.; Ma B.; Liu Q.-S.; Wang M.-L.; Wang Z.-Y.; Xu H.; Li L.-J.; Wang X.; Dai, H.-X. Angew. Chem., Int. Ed.2020, 59, 14388.
[38] Trost B. M.; Krische, M. J. J. Am. Chem. Soc.1996, 118, 233.
[39] Chen M. S.; Narayanasamy P.; Labenz N. A.; White, M. C. J. Am. Chem. Soc.2005, 127, 6970.
[40] Chen G.; Zhuang Z.; Li G.-C.; Saint-Denis T. G.; Hsiao Y.; Joe C. L.; Yu, J.-Q. Angew. Chem. Int. Ed.2017, 56, 1506.
[41] Liu L.-Y.; Qiao J. X.; Yeung K.-S.; Ewing W. R.; Yu, J.-Q. Angew. Chem. Int. Ed.2020, 59, 13831.
[42] Sak M. H.; Liu R. Y.; Kwan E. E.; Jacobsen E. N.Nature 2025, doi: 10.1038/s41586-025-09813-2.
[43] Huang W.; Xi Y.; Pan D.; Fan L.; Fang K.; Huang G.; Zhu W.-H.; Qu J.; Chen, Y. J. Am. Chem. Soc.2024, 146, 16892.
[44] Fan L.; Xi Y.; Gu H.; Huang W.; Zhu W.-H.; Qu J.; Chen Y. Nat. Commun.2026, 17, 1247.
[45] Luo Z.; Zhang Y.-H.; Zhang C.; Dong K.; Pramanick P. K.; Zhao S.; Liu Y.; Yang, G. J. Am. Chem. Soc.2026, 148, 4605.
[46] Arunprasath D.; Muthupandi P.; Sekar G. Org. Lett.2015, 17, 5448.
[47] Paraja M.; Pérez-Aguilar M. C.; Valdés C. Chem. Commun.2015, 51, 16241.
[48] Borie C.; Ackermann L.; Nechab, M. Chem. Soc. Rev.2016, 45, 1368.
[49] Uchikawa O.; Fukatsu K.; Tokunoh R.; Kawada M.; Matsumoto K.; Imai Y.; Hinuma S.; Kato K.; Nishikawa H.; Hirai K.; Miyamoto M.; Ohkawa, S. J. Med. Chem.2002, 45, 4222.
[50] Ye Y.-Y.; Zhou P.-X.; Luo J.-Y.; Zhong M.-J.; Liang Y.-M.Chem. Commun. 2013,49, 10190.
[51] Trost B. M.; Mata, G. Acc. Chem. Res.2020, 53, 1293.
[52] Li Y.-L.; Zhang P.-C.; Wu H.-H.; Zhang, J.-L. J. Am. Chem. Soc.2021, 143, 13010.
[53] Xiao L.; Xiong Q.; Xu H.; Wang Z.; Chang X.; Dang Y.; Dong X.-Q.; Wang C.-J. CCS Chem.2025, 7, 1112.
[54] Wang J.; Xu B.; Wang Y.; Xia G.; Zhang Z.-M.; Zhang, J. J. Am. Chem. Soc.2024, 146, 21231.
[55] Liu Y.; Li C.; Zhang R.; Liu Z.; Han Z.; Wang Z.; Ding K. CCS Chem.2024, 6, 2607.
[56] Li P.; Sun S.; Wei L.; Zi, W. Wang C.-J.; Zhang W. CCS Chem.2026, 8, 81.
[57] Zhang J.; He, Z. Chin. J. Org. Chem.2025, 45, 592.
[58] Pramanick P. K.; Zhao S.; Ji H.-T.; Chen X.; Yang, G. Angew. Chem. Int. Ed.2025, 64, e202415927.
[59] Zhao S.; Ling Z.; Xia S.; Luo D.; Liang J.; Qian L.; Wang Z.; Li N.; Huo X.; Zhang J.; Zhang W.; Yang G.CCS Chem. 2026, doi: 10.31635/ccschem.026.202507061

配体接力促进的钯催化卡宾插入/Tsuji-Trost串联反应实现不对称[4+1]环化构筑手性茚满

Constructing Chiral Indanes by a Ligand Relay-Enabled Pd-Catalyzed Asymmetric [4+1] Annulation via Carbene Insertion/Tsuji-Trost Cascade

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价

[1]	谢赫男, 程瑶航, 安光辉. 位阻调控的吲哚C4位甲基化和C4甲基化/羰基重排反应[J]. 有机化学, 2026, 46(2): 475-485.
[2]	赵倩倩, 魏培垚, 刘孙典, 张博鑫, 梁承远. 钯催化串联反应在含季碳中心的复杂天然产物全合成中的应用[J]. 有机化学, 2025, 45(9): 3289-3300.
[3]	沈健, 王彦博, 吴正兴, 徐德锋, 张万斌. α,β-不饱和γ-内酯(酰胺)的不对称催化合成[J]. 有机化学, 2025, 45(8): 2637-2659.
[4]	任天磊, 汪鑫, 丛欢. 蒽光二聚体衍生的手性单膦配体: 借助化学拆分的制备路线和不对称烯丙基胺化的合成应用[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 2208-2221.
[5]	马海宸, 周钧岍, 王嘉利, 王优, 朱少林. 镍催化的迁移偶联反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 1871-1904.
[6]	杜一鸣, 贾均松, 李玉龙, 舒伟. 手性α-芳基酮的催化合成研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 1838-1870.
[7]	苏雷, 杨熙, 闫捷, 蒋元力, 陈丽娟, 郑庆舒, 刘家旺. 不对称羰基化偶联反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 2007-2047.
[8]	王霜, 毛羊杰, 娄绍杰, 许丹倩. 基于氧化型导向基团的不对称C—H键官能团化反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 1961-1994.
[9]	唐梦瑶, 杨晓瑜. 手性磷酸催化不对称亲电胺化反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 1785-1818.
[10]	蒋晨阳, 尹艳丽, 江智勇. 光酶催化不对称自由基加成反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(5): 1614-1633.
[11]	姚团利, 王琳琳, 李涛. 钯催化多米诺Heck/分子间偶联反应合成3-烷基取代茚衍生物[J]. 有机化学, 2025, 45(4): 1342-1351.
[12]	区洁晴, 屈培珍, 赵亮. 可见光介导下钯催化脂肪族α-溴代三氟甲基的脱溴还原反应[J]. 有机化学, 2025, 45(4): 1334-1341.
[13]	乔秀秀, 李倩, 赵世娜, 魏瑞琪, 马桃, 何永辉, 赵晓静. 2-取代的3H-吲哚-3-酮类化合物参与的C2位手性吲哚啉-3-酮类化合物的不对称合成研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(4): 1166-1177.
[14]	杨之同, 宋恒谦, 雷盼, 闫嘉航, 谢卫青. Communesin生物碱核心五环骨架的高效合成[J]. 有机化学, 2025, 45(3): 1003-1008.
[15]	张朝威, 徐兵斌, 刘文龙, 赵敬, 段伟良. 钯催化不对称碳氢键活化合成平面手性二茂铁磺酰胺化合物[J]. 有机化学, 2025, 45(2): 707-716.