거울상 선택적 Cu

Nature Communications 13권, 기사 번호: 3524(2022) 이 기사 인용

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키랄 유기 붕소는 비대칭 합성, 기능성 물질 및 의약 화학 분야에서 큰 가치를 지닙니다. 키랄 비스(보릴) 알칸, 특히 광학적으로 농축된 1,1-디보론 화합물의 개발은 직접적인 합성 프로토콜의 부족으로 인해 크게 억제되었습니다. 따라서 키랄 1,1-디보릴알칸을 얻기 위한 간단하고 효과적인 전략을 개발하는 것은 매우 어렵습니다. 여기에서 우리는 말단 알킨의 거울상 선택성 구리 촉매 캐스케이드 이중 하이드로보레이션을 개발하고 고도로 거울상 농축된 보석-디보릴알칸을 쉽게 얻었습니다. 우리의 전략은 단순한 말단 알킨과 두 개의 서로 다른 보란을 사용하여 하나의 촉매와 하나의 리간드 패턴을 갖는 가치 있는 키랄 보석-비스(보릴) 알칸을 구성합니다. 이는 이러한 키랄 보석-디보론을 구성하기 위한 가장 간단하고 직접적인 전략을 나타냅니다.

키랄 유기 붕소는 비대칭 합성 및 기능성 물질뿐만 아니라 생체 활성 분자1,2,3,4,5,6,7,8에서 큰 가치가 있습니다. 탄소 입체 형성 센터9,10,11,12,13를 사용하여 키랄 모노 유기 붕소를 구성하기 위해 수많은 프로토콜이 개발되었으며, 이는 유기 합성14,15에서 매우 귀중한 키랄 빌딩 블록인 것으로 입증되었습니다. 키랄 단일 유기 붕소 화합물과 비교하여 거울상 강화 비스(보릴) 화합물은 새로운 가치 있는 키랄 화합물을 생성하기 위한 선택적이고 다중 CC 또는 C-헤테로원자 결합 구조에 대한 타당성을 제공할 수 있습니다. 그러나 키랄 비스(보릴) 화합물은 직접적인 합성 전략이 부족하여 개발이 덜 되어 있습니다. 다양한 키랄 비스(보릴)알칸에 접근하기 위한 효율적인 합성 프로토콜의 개발은 기본 특성을 조사하고 잠재적인 응용을 탐색하는 데 매우 바람직합니다.

널리 존재하는 알켄의 거울상선택적 수소화붕소화는 키랄 유기 붕소 화합물을 구성하는 가장 중요하고 효율적인 수단 중 하나이지만 일반적으로 키랄 모노-유기 붕소만 생성되므로 쉽게 이용 가능한 알킨의 순차적 이중 수소화붕소화는 비스 합성을 위한 가장 이상적인 전략 중 하나로 간주됩니다. 그러나 (보릴)알칸은 알킨의 가수작용기화 및 다성분 반응에 대한 화학-, 위치- 및 거울상 선택성을 제어하는 ​​데 대한 고유한 문제로 인해 알킨의 거울상이 풍부한 이중 수소화붕소화가 거의 보고되지 않았습니다9,10,11,12,13. 2009년에 Hoveyda는 B2pin2를 붕소 공급원으로, MeOH를 수소 공여체로 사용하여 1,2-비스(보릴) 알칸을 합성하기 위한 지방족 말단 알킨의 거울상 선택성 구리 촉매 1,2-수소붕소화를 제시했습니다16. 2012년에 Yun과 동료들은 B2pin2/MeOH 시스템을 사용하여 다시 한번 신 인접 디보로네이트를 생성하기 위한 실릴알킨의 고도로 위치선택적 및 입체선택적 Cu 촉매 이중 수소화붕소화를 공개했습니다. 알킨의 거울상 선택성 1,2-이중 수소화붕소화와 비교하여, 동일한 탄소 원자에 두 개의 서로 다른 보릴 단위를 포함하는 키랄 1,1-디보릴알칸은 매우 드물며, 중요한 예는 2011년 Hall 그룹에서 나왔는데17, 여기서 키랄 1,1 -디보론은 B2pin2를 붕소 공급원으로 사용하여 알케닐Bdan 기질(dan, 1,8-디아미노나프탈레닐-)의 거울상선택적 Cu 촉매 수소화붕소화로부터 생성되었습니다. 2년 후, Yun과 동료들은 HBpin을 붕소 공급원으로 사용하여 Cu 촉매 작용을 통해 alkenylBdan의 거울상 선택적 수소화붕소화를 공개했습니다(그림 1A)2. 키랄 1,1-디보릴 알칸의 제조에 대한 산발적인 두 가지 방법에도 불구하고 Hall의 전략과 Yun의 방법은 1단계 또는 2단계 합성을 통해 출발 물질로 alkenylBdan을 준비해야 한다는 요구 사항을 포함하여 중요한 단점을 가지고 있습니다. 예가 거의 없으며 키랄 1,1-디보릴 알칸에 사용되는 합성 응용이 제한적입니다. 최근 Chirik 그룹은 비대칭 1,1-diboryl 알켄의 비대칭 수소화를 개발하여 키랄 1,1-diboryl 알칸을 생성했습니다(그림 1B). 다시 한 번, 이 전략의 출발 물질은 알킨으로부터 사전 합성되어야 하며 키랄 코발트 착물도 사전 합성되어야 합니다. 알킨의 널리 퍼져 있고 쉽게 접근할 수 있다는 점과 합성 단계를 줄이는 친환경 화학의 원리를 고려할 때, 우리는 합성에 대한 이전 경험을 바탕으로 알킨이 키랄 1,1-디보릴 알칸 구성을 위한 매우 좋은 출발점이 될 수 있다고 생각합니다. 라세믹 1,1-디보론. 광학적으로 순수한 1,1-디보론을 만들기 위해서는 붕소 공급원이자 수소 공급원인 HBR2를 사용하여 알킨의 전이 금속 촉매화된 수소화 붕소화가 이 목표를 위한 이상적인 솔루션이어야 합니다. 그러나 제안된 프로토콜에는 몇 가지 중요한 과제가 있습니다. 단일 수소화붕소화가 지배적인 프로토콜일 수 있습니다. Homo-diboration이 발생할 수 있으며 정제에 문제가 될 수 있습니다20,21; 위치 선택성은 항상 알킨의 기능화에 대한 문제입니다. 마지막으로, 입체 제어는 적절한 금속 촉매와 적절한 키랄 리간드를 능가하는 큰 도전이 될 것입니다. 알킨의 전이 금속 없는 다기능화와 거울상 강화 1,1-에 접근하기 위한 알킨의 코발트 촉매 캐스케이드 하이드로실릴화 및 하이드로보레이션에 대한 이전 경험 실릴보릴 알칸(그림 1C)34은 이중 수소화붕소화 파트너의 적절한 선택과 함께 전이 금속을 통합하는 것이 앞서 언급한 문제를 극복하는 데 중요할 것이라는 추측을 이끌어냈습니다.