醛和烯烃之间的羰基-ene反应是一种完全符合原子经济学原理的高烯丙基醇反应,同时还能形成 C-C 键。不过,催化不对称分子间反应目前仅限于活化底物,而在两种分子内反应中,只有催化不对称(ene–exo)-羰基-ene型环化反应可以说是成熟的。相应的(ene–endo)环化反应在化学合成中也有同样的用途,但仍未得到充分开发。在此,马克斯·普朗克煤炭研究所 (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung)Benjamin List团队报告了一种使用强效且封闭的IDPi 布氏酸催化剂对无偏烯醛进行高效的区域和对映选择性催化不对称(ene–endo)-羰基-ene型环化的方法。对一系列高烯丙基醇的对映选择性高达 98:2 e.r.。本文研究亮点:
1. 高效的 IDPi 催化剂:反应使用IDPi 7b 作为催化剂,具有极强的酸性(pKa ~ 2.0–4.5)和高度受限的手性空腔。
2. 卓越的对映控制:在优化条件下(1 mol% 催化剂, -20°C, CHCl₃),模型底物 1a 以70% 的收率获得产物 2a,并实现了96:4 的区域选择性和高达 98:2 的对映体比率(e.r.)。

3. 广泛的底物适用性:反应适用于多种5-取代的 5-己烯醛,包括直链、支链、末端烯烃、芳基、含杂原子(醚、硫酚、酯、溴等)的底物。可构建六元环和七元环产物,在大多数情况下都能以中等至良好的收率(53% – 95%) 和优异的对映选择性(通常 >96:4 e.r.) 获得目标产物。
4. 合成实用性:所得手性高烯丙基醇可进一步转化,在手性中心完全保留的前提下合成更有价值的分子,展示了其合成实用性:Simmons–Smith 环丙烷化、Steglich 酯化和氢化反应等。
本研究填补了(ene–endo)-型羰基-ene型环化反应在催化不对称合成中的空白,并且展示了IDPi 类催化剂在挑战性C–C键形成反应中的强大能力,为复杂手性环状分子的合成提供了高效、原子经济性的新方法。
图1. 催化反应示意图(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
图2. 反应发展(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
图3. 提出的机制(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
图4. 拟定的催化循环(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)