“Click” Tetradentate Nitrogen Donor Ligands for Nonheme Iron-Catalyzed Asymmetric Epoxidation Reactions

doi:10.6023/cjoc202503031

Abstract

Leveraging the modularity and efficiency of click chemistry, a series of chiral diamine-triazole tetradentate nitrogen donor ligands and their corresponding nonheme iron complexes were synthesized. These iron-based catalysts demonstrated excellent catalytic activity and enantioselectivity in the asymmetric epoxidation of electron-deficient olefins using H₂O₂ as the terminal oxidant.

Key words: biomimetic catalysis, nonheme iron complexes, asymmetric epoxidation, click chemistry

Cite this article

Bo Cao, Xiang Wen, Jie Chen, Bin Wang. “Click” Tetradentate Nitrogen Donor Ligands for Nonheme Iron-Catalyzed Asymmetric Epoxidation Reactions[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2025, 45(12): 4490-4496.

Export EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

share this article

Fig. & Tab. 4

References 10

[10]	(p) Lyakin O. Y.; Ottenbacher R. V.; Bryliakov K. P.; Talsi E. P. ACS Catal. 2012, 2, 1196. doi: 10.1021/cs300205n pmid: 31881152
[11]	(a) Wang B.; Miao C.; Wang S.; Xia C.; Sun W. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 6750. doi: 10.1002/chem.201103802 pmid: 22581474
	(b) Wang B.; Wang S.; Xia C.; Sun W. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 7332. doi: 10.1002/chem.201200992 pmid: 22581474
	(c) Qiu B.; Xu D.; Sun Q.; Miao C.; Lee Y.-M.; Li X.-X.; Nam W.; Sun W. ACS Catal. 2018, 8, 2479. doi: 10.1021/acscatal.7b03601 pmid: 22581474
	(d) Xu D.; Sun Q.; Lin J.; Sun W. Chem. Commun. 2020, 56, 13101. doi: 10.1039/D0CC04440G pmid: 22581474
	(e) Chen X.; Gao B.; Su Y.; Huang H. Adv. Synth. Catal. 2017, 359, 2535. doi: 10.1002/adsc.v359.15 pmid: 22581474
	(f) Call A.; Capocasa G.; Palone A.; Vicens L.; Aparicio E.; Choukairi Afailal N.; Siakavaras N.; López Saló M. E.; Bietti M.; Costas M. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 18094. doi: 10.1021/jacs.3c06231 pmid: 22581474
[12]	(a) Dai W.; Li J.; Li G.; Yang H.; Wang L.; Gao S. Org. Lett. 2013, 15, 4138. doi: 10.1021/ol401812h
	(b) Dai W.; Li G.; Chen B.; Wang L.; Gao S. Org. Lett. 2015, 17, 904. doi: 10.1021/acs.orglett.5b00018
	(c) Dai W.; Li J.; Chen B.; Li G.; Lv Y.; Wang L.; Gao S. Org. Lett. 2013, 15, 5658. doi: 10.1021/ol402612x
	(d) Dai W.; Shang S.; Lv Y.; Li G.; Li C.; Gao S. ACS Catal. 2017, 7, 4890. doi: 10.1021/acscatal.7b00968
[13]	Kolb H. C.; Finn M. G.; Sharpless K. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2004. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773
[14]	(a) Rostovtsev V.; Green L. G.; Fokin V. V.; Sharpless K. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2596. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773
	(b) Tornøe C. W.; Christensen C.; Meldal M. J. Org. Chem. 2002, 67, 3057. doi: 10.1021/jo011148j
	(c) Ahlquist M.; Fokin V. V. Organometallics 2007, 26, 4389. doi: 10.1021/om700669v
	(d) Rodionov V. O.; Presolski S. I.; Diaz D. D.; Fokin V. V.; Finn M. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12705. doi: 10.1021/ja072679d
[15]	Hao E.; Wang Z.; Jiao L.; Wang S. Dalton Trans. 2010, 39, 2660. doi: 10.1039/b922043g
[16]	Steinlandt P. S.; Zhang L.; Meggers E. Chem. Rev. 2023, 123, 4764. doi: 10.1021/acs.chemrev.2c00724
[17]	(a) Chen J.; Luo X.; Sun Y.; Si S.; Xu Y.; Lee Y.-M.; Nam W.; Wang B. CCS Chem. 2022, 4, 2369. doi: 10.31635/ccschem.022.202201780
[1]	Matsumoto K.; Katsuki T. In Catalytic Asymmetric Synthesis, 3rd ed.,Ed.: Ojima, I., John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, 2010.
[2]	(a) McGarrigle E. M.; Gilheany D. G. Chem. Rev. 2005, 105, 1563. doi: 10.1021/cr0306945 pmid: 15884785
	(b) Xia Q. H.; Ge H. Q.; Ye C. P.; Liu Z. M.; Su K. X. Chem. Rev. 2005, 105, 1603. pmid: 15884785
	(c) Wong O. A.; Shi Y. Chem. Rev. 2008, 108, 3958. doi: 10.1021/cr068367v pmid: 15884785
	(d) De Faveri G.; Ilyashenko G.; Watkinson M. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1722. doi: 10.1039/C0CS00077A pmid: 15884785
	(e) Davis R. L.; Stiller J.; Naicker T.; Jiang H.; Jørgensen K. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 7406. doi: 10.1002/anie.v53.29 pmid: 15884785
	(f) Bryliakov K. P. Chem. Rev. 2017, 117, 11406. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00167 pmid: 15884785
[17]	(b) Zang Y.; Kim J.; Dong Y.; Wilkinson E. C.; Appelman E. H.; Que L.Jr. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4197. doi: 10.1021/ja9638521
[18]	Nishikawa Y.; Yamamoto H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8432. doi: 10.1021/ja201873d pmid: 21553923
[19]	Hagen K. S. Inorg. Chem. 2000, 39, 5867. pmid: 11151391
[2]	(g) Chakraborty P.; Mandal R.; Garg N.; Sundararaju B. Coord. Chem. Rev. 2021, 444, 214065. doi: 10.1016/j.ccr.2021.214065 pmid: 15884785
	(h) Shen D.; Saracini C.; Lee Y.-M.; Sun W.; Fukuzumi S.; Nam W. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15857. doi: 10.1021/jacs.6b10836 pmid: 15884785
[3]	Huang X.; Groves J. T. Chem. Rev. 2018, 118, 2491. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00373
[4]	Kal S.; Que L.,Jr. J. Biol. Inorg. Chem. 2017, 22, 339. doi: 10.1007/s00775-016-1431-2
[5]	(a) Sun W.; Sun Q. Acc. Chem. Res. 2019, 52, 2370. doi: 10.1021/acs.accounts.9b00285
	(b) Oloo W. N.; Que L.,Jr. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 2612. doi: 10.1021/acs.accounts.5b00053
	(c) Vicens L.; Olivo G.; Costas M. ACS Catal. 2020, 10, 8611. doi: 10.1021/acscatal.0c02073
	(d) Cussó O.; Ribas X.; Costas M. Chem. Commun. 2015, 51, 14285. doi: 10.1039/C5CC05576H
	(e) Talsi E. P.; Bryliakov K. P. Eur. J. Org. Chem. 2024, 27, e202400664. doi: 10.1002/ejoc.v27.40
	(f) Talsi E. P.; Bryliakov K. P. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 1418. doi: 10.1016/j.ccr.2012.04.005
	(g) Chen J.; Jiang Z.; Fukuzumi S.; Nam W.; Wang B. Coord. Chem. Rev. 2020, 421, 213443. doi: 10.1016/j.ccr.2020.213443
	(h) Xiao X.; Xu K.; Gao Z.-H.; Zhu Z.-H.; Ye C.; Zhao B.; Luo S.; Ye S.; Zhou Y.-G.; Xu S.; Zhu S.-F.; Bao H.; Sun W.; Wang X.; Ding K. Sci. China Chem. 2023, 66, 1553. doi: 10.1007/s11426-023-1578-y
[6]	(a) Costas M. Chem. Rec. 2021, 21, 4000. doi: 10.1002/tcr.v21.12
	(b) Olivo G.; Cussó O.; Borrell M.; Costas M. J. Biol. Inorg. Chem. 2017, 22, 425. doi: 10.1007/s00775-016-1434-z
	(c) Liu Y.; You T.; Wang H.-X.; Tang Z.; Zhou C.-Y.; Che C.-M. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 5310. doi: 10.1039/D0CS00340A
	(d) Bryliakov K. P. ACS Catal. 2023, 13, 10770. doi: 10.1021/acscatal.3c02282
	(e) Sun Q.; Sun W. Chin. J. Org. Chem. 2020, 40, 3686. (in Chinese) doi: 10.6023/cjoc202006008
	(孙强盛, 孙伟, 有机化学, 2020, 40, 3686.) doi: 10.6023/cjoc202006008
[7]	(a) Larson V.; Battistella B.; Ray K.; Lehnert N; Nam W. Nat. Rev. Chem. 2020, 4, 404. doi: 10.1038/s41570-020-0197-9
	(b) Lyakin O. Y.; Bryliakov K. P.; Talsi E. P. Coord. Chem. Rev. 2019, 384, 126. doi: 10.1016/j.ccr.2019.01.010
	(c) Wu C.; Chen J.; Nam W.; Wang B. Coord. Chem. Rev. 2025, 528, 216429. doi: 10.1016/j.ccr.2024.216429
[8]	(a) de Visser S. P. Chem.-Eur. J. 2020, 26, 5308. doi: 10.1002/chem.201905119 pmid: 31804749
	(b) Mukherjee G.; Satpathy J. K.; Bagha U. K.; Mubarak M. Q. E.; Sastri C. V.; de Visser S. P. ACS Catal. 2021, 11, 9761. doi: 10.1021/acscatal.1c01993 pmid: 31804749
[9]	(a) White M. C.; Doyle A. G.; Jacobsen E. N. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7194. pmid: 11459514
	(b) Murphy A.; Dubois G.; Stack T. D. P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5250. doi: 10.1021/ja029962r pmid: 11459514
	(c) Chen M. S.; White M. C. Science 2007, 318, 783. doi: 10.1126/science.1148597 pmid: 11459514
[10]	(a) Miao C.; Wang B.; Wang Y.; Xia C.; Lee Y.-M.; Nam W.; Sun W. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 936. doi: 10.1021/jacs.5b11579 pmid: 31881152
	(b) Lin J.; Miao C.; Wang F.; Yang P.; Sun Q.; Sun W. ACS Catal. 2020, 10, 11857. doi: 10.1021/acscatal.0c02634 pmid: 31881152
	(c) Wu M.; Wang B.; Wang S.; Xia C.; Sun W. Org. Lett. 2009, 11, 3622. doi: 10.1021/ol901400m pmid: 31881152
	(d) Chen J.; Klein Gebbink R. J. M. ACS Catal. 2019, 9, 3564. doi: 10.1021/acscatal.8b04463 pmid: 31881152
	(e) Cussó O.; Garcia-Bosch I.; Ribas X.; Lloret-Fillol J.; Costas M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14871. doi: 10.1021/ja4078446 pmid: 31881152
	(f) Cussó O.; Ribas X.; Lloret-Fillol J.; Costas M. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 2729. doi: 10.1002/anie.201410557 pmid: 31881152
	(g) Milan M.; Bietti M.; Costas M. ACS Cent. Sci. 2017, 3, 196. doi: 10.1021/acscentsci.6b00368 pmid: 31881152
	(h) Palone A.; Casadevall G.; Ruiz-Barragan S.; Call A.; Osuna S.; Bietti M.; Costas M. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 15742. doi: 10.1021/jacs.2c10148 pmid: 31881152
	(i) Cianfanelli M.; Olivo G.; Milan M.; Klein Gebbink R. J. M.; Ribas X.; Bietti M.; Costas M. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 1584. doi: 10.1021/jacs.9b12239 pmid: 31881152
	(j) Sherstyuk V. A.; Ottenbacher R. V.; Talsi E. P.; Bryliakov K. P. ACS Catal. 2024, 14, 498. doi: 10.1021/acscatal.3c04832 pmid: 31881152
	(k) Ottenbacher R. V.; Bryliakova A. A.; Shashkov M. V.; Talsi E. P.; Bryliakov K. P. ACS Catal. 2021, 11, 5517. doi: 10.1021/acscatal.1c00811 pmid: 31881152
	(l) Zima A. M.; Lyakin O. Y.; Ottenbacher R. V.; Bryliakov K. P.; Talsi E. P. ACS Catal. 2017, 7, 60. doi: 10.1021/acscatal.6b02851 pmid: 31881152
	(m) Zima A. M.; Lyakin O. Y.; Ottenbacher R. V.; Bryliakov K. P.; Talsi E. P. ACS Catal. 2016, 6, 5399. doi: 10.1021/acscatal.6b01473 pmid: 31881152
	(n) Ottenbacher R. V.; Samsonenko D. G.; Talsi E. P.; Bryliakov K. P. ACS Catal. 2016, 6, 979. doi: 10.1021/acscatal.5b02299 pmid: 31881152
	(o) Ottenbacher R. V.; Samsonenko D. G.; Talsi E. P.; Bryliakov K. P. ACS Catal. 2014, 4, 1599. doi: 10.1021/cs500333c pmid: 31881152

Entry	Cat.	Temp./℃	Acid	Yield^b/%	ee^c/%
1	C1	r.t.	HOAc	93	75
2	C2	r.t.	HOAc	76	57
3	C3	r.t.	HOAc	81	61
4	C4	r.t.	HOAc	84	64
5	C5	r.t.	HOAc	86	72
6	C6	r.t.	HOAc	85	70
7	C1	0	HOAc	98	80
8	C1	－20	HOAc	99	82
9	C1	－30	HOAc	99	84
10^d	C1	－30	eba	99	91
11^d	C1	－30	2-eha	99	86
12^d	C1	－30	cxa	99	73
13^d	C1	－30	dmba	78	73
14^d	C1	－30	aca	81	68
15^d	C1	－30	(S)-2-mba	25	56
16	C1	－30	(S)-Ibuprofen	54	73

Entry	Cat.	Temp./℃	Acid	Yield^b/%	ee^c/%
1	C1	r.t.	HOAc	93	75
2	C2	r.t.	HOAc	76	57
3	C3	r.t.	HOAc	81	61
4	C4	r.t.	HOAc	84	64
5	C5	r.t.	HOAc	86	72
6	C6	r.t.	HOAc	85	70
7	C1	0	HOAc	98	80
8	C1	－20	HOAc	99	82
9	C1	－30	HOAc	99	84
10^d	C1	－30	eba	99	91
11^d	C1	－30	2-eha	99	86
12^d	C1	－30	cxa	99	73
13^d	C1	－30	dmba	78	73
14^d	C1	－30	aca	81	68
15^d	C1	－30	(S)-2-mba	25	56
16	C1	－30	(S)-Ibuprofen	54	73

四齿氮配体的点击合成及其在非血红素铁催化不对称环氧化反应中的应用