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 UniversityDerya 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。

【J. Org. Chem.】爱琴海大学Derya Gülcemal:通过环氧化物的催化转移加氢实现醇的区域选择性合成

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.