可構(gòu)建硅手性中心的首例銠催化動態(tài)動力學(xué)不對稱硅氫加反應(yīng)

正文近年來硅手性中心的構(gòu)建逐漸收到合成化學(xué)家的關(guān)注，越來越多含硅手性中心的有機硅化合物被合成出來，極大地豐富了有機合成化學(xué)并推動了有機硅化學(xué)的發(fā)展。長期以來，硅手性中心的構(gòu)建主要是通過去對稱化的策略，其中硅氫化合物的去對稱化轉(zhuǎn)化反應(yīng)或分子內(nèi)硅氫加成反應(yīng)尤為受到關(guān)注，于1996年報道的第一例分子內(nèi)烯烴硅氫加成反應(yīng)（J.Am.Chem.Soc.

1996,

118,12469）以來，先后分別于2012年和2020年報道了首例分子內(nèi)硅氫加成反應(yīng)和分子內(nèi)炔烴硅氫加成反應(yīng)（Angew.Chem.Int.Ed.

2012,

51,12745；

iScience

2020,

23,101268），隨后不斷有新反應(yīng)體系被發(fā)展出來，已被廣泛應(yīng)用于硅手性中心雜環(huán)或單硅氫化合物的合成。然而，以往構(gòu)建硅手性中心的策略主要限于去對稱化反應(yīng)過程，長期以來仍然是合成化學(xué)的一個難題之一，可供實現(xiàn)硅轉(zhuǎn)化反應(yīng)的合成策略十分有限，難以與碳手性中心為主體的手性合成化學(xué)相提并論，更未見報道能夠有效實現(xiàn)消旋硅中心的動態(tài)動力學(xué)轉(zhuǎn)化過程，亟需發(fā)展新的反應(yīng)策略來拓展硅手性中心的構(gòu)建方法。為了實現(xiàn)硅手性中心的催化構(gòu)建，杭州師范大學(xué)徐利文教授團隊近10年來一直專注于硅手性中心的催化新反應(yīng)和新方法（Acc.Chem.Res.

2021,

54,452）。在前期工作基礎(chǔ)上，該團隊成功實現(xiàn)了以硅為中心的外消旋硅烷的動態(tài)動力學(xué)不對稱轉(zhuǎn)化，與以往的去對稱化反應(yīng)過程不同，這是第一例Rh催化的動態(tài)動力學(xué)不對稱硅氫加成反應(yīng)（DyKAH），可以外消旋氫硅烷為原料，能夠以良好的產(chǎn)率和優(yōu)異的對映選擇性得到硅手性中心苯并噻咯這類硅雜環(huán)化合物。在研究工作中，作者發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)手性膦配體在該類動態(tài)動力學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)中沒有顯著的手性控制能力。而該課題組自主設(shè)計的Ar-BINMOL-Phos及其手性亞磷酰胺衍生物具有一定的手性誘導(dǎo)能力，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過反應(yīng)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)改造，成功發(fā)展了一類新型的手性亞磷酰胺配體SiMOS-Phos，能夠獲得非常理想的立體選擇性。在確定了最優(yōu)反應(yīng)條件后，作者對反應(yīng)底物的普適性進行了考察。結(jié)果表明，在該反應(yīng)中，絕大多數(shù)產(chǎn)物均可以75-89%的產(chǎn)率和良好的對映選擇性給出相應(yīng)的DyKAH產(chǎn)物，最高可達96:4er。結(jié)合實驗結(jié)果和DFT理論計算，該研究表明以[Si]-Rh(III)-H中間體為轉(zhuǎn)化平臺，通過兩條競爭性的反應(yīng)通道實現(xiàn)了動態(tài)動力學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程，在以Chalk-Harrod機制進行的常規(guī)通道和手性翻轉(zhuǎn)過程中，Rh/SIMOS-Phos催化劑都能夠控制其中一種構(gòu)型的選擇性轉(zhuǎn)化或優(yōu)先翻轉(zhuǎn)，催化劑可以選擇性地降低的(R)-1a和翻轉(zhuǎn)通道中的(S)-1a的過渡態(tài)能量從而實現(xiàn)對映體過量的硅氫加成反應(yīng)。值得一提的是，手性配體中的酰胺部分在促進氯離子的SN2親核取代過程起著重要作用，這是實現(xiàn)硅中心手性翻轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。在該工作中，通過使用新開發(fā)的SiMOS-Phos作為手性配體，實現(xiàn)了“以硅為中心”外消旋氫硅烷的新型動