Angew. 南京工大黄维院士和付振乾教授团队报道卡宾催化制备手性有机硅
导读
近期，南京工业大学先进材料研究院的黄维院士、付振乾教授团队报道了α,β-不饱和醛与β-硅基不饱和羰基化合物的反应，用来构建β-硅基羰基化合物。文章发表在Angew.上，DOI：10.1002/anie.201800483。
Scheme 1. 有机催化制备手性有机硅
手性有机硅具有特殊的物理和电学性质，在有机合成、材料化学、药物化学等领域有着重要的应用。因此，手性有机硅的高效制备一直都是化学家追求的目标。目前发展的方法主要包括烯烃或者炔烃的不对称硅氢化反应、硅氢物种的不对称插入反应、硅烷的去对称化反应、β-硅基不饱和羰基化合物的不对称加成反应以及不对称的硅基共轭加成等。这些方法主要依赖于过渡金属催化，而非金属催化的过程研究则少得多。直到2011年，Hoveyda小组才报道了手性NHC（氮杂环卡宾）催化的有机硅试剂对α,β-不饱和酮的共轭加成，用来构建β-硅基羰基化合物，ee值70%-96%（Scheme 1）。
鉴于手性NHC催化的重要性，近期，南京工业大学先进材料研究院的黄维院士、付振乾教授团队报道了α,β-不饱和醛与β-硅基不饱和羰基化合物的反应，用来构建β-硅基羰基化合物。在反应过程中，NHC进攻α,β-不饱和醛形成中间体I，而后经质子化形成中间体II,后者对β-硅基不饱和羰基化合物加成，经内型 Diels–Alder 反应形成中间体III。最后，经β-消除释放目标产物和NHC（Scheme 1）。产物中构建了cis-型的两个手性中心。
Scheme 2. 条件优化
对于反应条件，作者经优化发现，使用氮杂环卡宾B作催化剂，Cs2CO3作碱，1,4-dioxane作溶剂，反应可以在室温进行，产率98%，d.r.值大于20:1，ee值99%，得最佳条件（Scheme 2）。
Scheme 3. 底物拓展1
在该最优条件下，作者对底物的适用范围进行了考察。作者首先研究了不同类型的α,β-不饱和醛与β-硅基不饱和羰基化合物的反应性（Scheme 3&4）。研究发现，对于含不同取代的底物，如氯、溴、酯基、甲氧基、三氟甲基等都能得到很好的兼容。反应可以在室温进行，不仅产率高，对映选择性和非对映选择性都非常好，不同结构的cis-型的手性硅都能高效地构建。
Scheme 4. 底物拓展2
为了对反应的机理有一定的认识，作者还做了如下的氘代实验（Scheme 5）。从[D]1a出发，与2a在标准条件下反应，理论上产物中[D]3a的比例应当高于3a，然而实际上[D]3a只获得了36%的产率。这可能是由于体系中含有少量的水，也说明了烯醇中间体II的形成是β-质子化导致的。
Scheme 5. 氘代实验
此外，作者还对产物5e做了一系列的转化，过程中ee值和dr值都得到了很好的保持，说明了方法学的实用性（Scheme 6）。
Scheme 6. 产物 5e的转化
总结：在该工作中，黄维院士、付振乾教授团队报道了手性NHC催化的α,β-不饱和醛与β-硅基不饱和羰基化合物的[4+2]型反应，用来构建β-硅基羰基化合物。该反应可以在室温进行，官能团兼容性好，产率高，具有非常好的对映选择性和非对映选择性。
原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201800483/abstract
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