醇类化合物是药物、农药、香料和精细化学品中广泛存在的重要砌块,其高效合成方法备受关注。环氧化物的还原开环是合成醇的一种重要途径,但控制非对称环氧化物开环的区域选择性是一个长期挑战。在此,爱琴海大学(Ege University)Derya Gülcemal课题组介绍了一种以异丙醇为氢源,通过环氧化物的区域选择性转移加氢(TH) 合成Markovnikov醇和反Markovnikov醇的高效方法。一种[IrCl(cod)(NHC)](cod = 1,5-环辛二烯,NHC = N-杂环卡宾)络合物作为前催化剂,可通过选择性 TH 生成单取代和 2,2- 二取代末端环氧化物,从而以良好到极佳的收率生成仲醇和叔醇。值得注意的是,本文发现一种NHC-Ir 和 Pd/C 协同催化方法可以引导反应的区域选择性,从而得到反Markovnikov醇。通过这种协同催化方法,可以使单取代和 2,2- 二取代末端芳基环氧化物发生转移加氢开环反应,形成线性醇,并使内部环氧化物发生挑战性反应,生成支链醇。本文研究亮点:
1. 绿色安全反应:使用异丙醇作为氢源,无需高压氢气,反应在空气中进行,操作简便、安全性高,符合绿色化学原则。
2. 区域选择性可调控:通过单一Ir催化剂或Ir与Pd/C协同催化,可分别实现Markovnikov型和反Markovnikov型开环,覆盖仲醇、叔醇和伯醇的合成。
3. 广泛的底物适用性:反应涵盖单取代、二取代芳基/烷基环氧化物,甚至内环氧化物,官能团容忍性良好,适用于复杂分子的后期修饰。
4. 合成实用性强:克级规模反应成功,部分产物可通过常规柱层析分离,具备实际应用潜力。

本研究开发了一种基于NHC-Ir和Pd/C协同催化的环氧化物转移氢化新方法,使用安全、廉价的异丙醇作为氢源,实现了区域选择性可调控的醇类合成。该策略具有很高的合成实用性和绿色化学价值,未来有望在药物合成和精细化学品制备中得到广泛应用。
图1. 催化方法(图片来源:J. Org. Chem.)
图2. 反应条件优化(图片来源:J. Org. Chem.)
图3. 底物范围(图片来源:J. Org. Chem.)
图4. 反应条件优化(图片来源:J. Org. Chem.)
图5. 底物范围(图片来源:J. Org. Chem.)
图6. NHC−Ir催化下1d的TH反应时间进程(图片来源:J. Org. Chem.)
图7. 控制实验(图片来源:J. Org. Chem.)
图8. 控制实验(图片来源:J. Org. Chem.)
图9. Hammett图(图片来源:J. Org. Chem.)
图10. 提出的机制(图片来源:J. Org. Chem.)