探秘金刚烷类膦配体:有机合成的得力助手

在化学合成与催化领域,配体的设计始终是提升反应效率与把控选择性的核心要素。金刚烷类膦配体以金刚烷这一独特的笼状结构为骨架(如下图所示),逐渐成为科学家们关注的焦点。想象一下,金刚烷宛如一座坚固的城堡,而膦基团就像是城堡上的瞭望塔,连接于其周身。这种特殊的结构不仅赋予了配体庞大的空间位阻,同时也具有独特的电子效应,显著影响金属催化中心的活性和选择性。

金刚烷类膦配体凭借其独特的刚性骨架、电子效应和立体位阻,在不对称催化、交叉偶联、氢化反应、C-H键活化及材料科学等领域展现了广泛的应用前景。        

1. 不对称氢化反应

2010年Mark Stradiotto课题组报道了利用金刚烷类膦配体催化芳基炔烃与二烷基胺的立体选择性加氢胺化,金刚烷类膦配体显著提高反应收率和选择性,实现了高达99%的对映选择性[1]。

图片来源:J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 18026-18029.

2. 交叉偶联反应

在Suzuki偶联反应和Miyaura 硼化反应等众多过渡金属催化的有机反应中,都能看到金刚烷类膦配体活跃的身影。它如同一把万能钥匙,能够精准调节反应的活性和选择性,提高反应效率,推动有机合成研究不断向前发展。例如,在温和条件下,实现基于膦-金刚烷骨架催化芳基卤化物的Suzuki交叉偶联反应[2]。

图片来源:Org. Lett. 2003, 5, 953-955.

3. 其他反应

Jessica L. Klinkenberg课题组利用氧杂金刚烷膦配体与金属钯协同催化丁二烯与甲醇的反应[3]。该体系在70℃下丁二烯转化率高达96%,并展现出优异的区域选择性,以94%的高选择性生成目标产物1-甲氧基-2,7-辛二烯。

图片来源:Org. Process Res. Dev. 2019, 23, 1654-1658.

参考文献:

1. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 18026-18029.

2. Org. Lett. 2003, 5, 953-955.

3. Org. Process Res. Dev. 2019, 23, 1654-1658.