Cobalto

Nature Communications volume 13, numero articolo: 4518 (2022) Citare questo articolo

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Qui, abbiamo riportato un'idroallazione di tipo Markovnikov catalizzata da idruro di cobalto di alchini terminali con elettrofilo allilico per accedere a dieni saltati preziosi e ramificati (1,4-dieni) con buona regioselettività. Questo protocollo operativamente semplice presenta un'eccellente tolleranza del gruppo funzionale e un'eccezionale portata del substrato. Le reazioni potrebbero essere condotte su scala di grammi con TON (numero di turn over) fino a 1160, e i prodotti potrebbero essere facilmente derivatizzati. Il meccanismo preliminare di allilazione elettrofila dell'intermedio α-selettivo del cobalto alchenilico è stato proposto sulla base di esperimenti di etichettatura del deuterio e studi cinetici.

I derivati ​​​​dienici saltati sono motivi importanti nei prodotti naturali e nei medicinali biologicamente attivi1,2,3. Tradizionalmente, esistono diversi metodi per la preparazione di questi composti utili, come l'allilazione di reagenti alchenilici4,5,6,7, la metallazione allilica di alchini8,9,10,11,12 e la reazione di Alderene degli alchini13,14. Tuttavia, questi metodi si limitano principalmente all'uso di quantità stechiometriche di reagenti metallici o ad un ambito limitato di substrato. Rispetto alle metodologie attualmente disponibili per l'allilazione regioselettiva non catalitica degli alchini (Fig. 1a)8,9,10,11,12,15,16, l'idroallilazione degli alchini catalizzata da metalli fornisce un altro approccio economico per accedere ai dieni saltati. Nel 1998, Trost e collaboratori hanno riportato l'aggiunta catalizzata da rutenio di alcheni con alchini terminali per accedere a dieni saltati con eccellente tolleranza ai gruppi funzionali in condizioni blande tramite l'intermedio rutenaciclopentene17,18. Questa metodologia è stata sviluppata per assemblare rapidamente elementi costitutivi complessi da semplici alcheni e alchini17,18,19,20,21. Tuttavia, gli alchini terminali aromatici non sono stati esplorati. Nel 2007, Hilt e collaboratori hanno segnalato l'aggiunta catalizzata da cobalto di alcheni con alchini interni per fornire 1,4-dieni con elevata chemio e regio-selettività22. Tuttavia, gli alchini terminali non erano adatti a causa della preferenza a formare prodotti di polimerizzazione23,24.

a Idroallizzazione di alchini terminali con reagenti metallici stechiometrici. b Idromatallazione di alchini terminali seguita da allilazione elettrofila. c Idroallizzazione elettrofila catalizzata da idruro metallico di alchini terminali. d Idroallilazione selettiva ramificata catalizzata da cobalto di alchini terminali.

L'idroallizzazione elettrofila selettiva catalizzata da idruro di metallo dell'alchino terminale potrebbe essere considerata un metodo alternativo ed economico per la sintesi di dieni saltati (Fig. 1b)25,26,27,28,29,30,31. Tuttavia, l'idroallilazione elettrofila selettiva dell'alchino terminale con l'elettrofilo allilico tramite la strategia dell'idruro metallico è ancora impegnativa: (1) A causa della maggiore reattività e instabilità dell'intermedio metallo-alchenilico generato in situ, la sua compatibilità con altri reagenti, come lo scambio di ligando con l'idruro metallico, la carbometallazione degli alchini, influenzerebbe la chemoselettività della reazione. (2) Rispetto all'accoppiamento diretto di elettrofili alchilici non attivati ​​con l'intermedio metallo-alchenilico32,33,34, gli elettrofili allilici attivati ​​erano inclini a elaborare reazioni di sostituzione con altri nucleofili, come l'intermedio idruro di metallo generato in situ. (3) A causa dei deboli effetti elettronici e sterici degli alchini terminali, le specie di idruro metallico preferirebbero subire l'inserimento di tipo anti-Markovnikov piuttosto che l'inserimento di tipo Markovnikov25,26,27,28,29,30,31,35,36 ,37,38. Nel 2017, Lalic e colleghi hanno segnalato un'elegante idroallazione di tipo anti-Markovnikov catalizzata da idruro di rame di alchini terminali per la sintesi di dieni saltati con regioselettività da moderata a eccellente (Fig. 1c)35. Successivamente, Xiong e Zhang riportarono un esempio di idroallizzazione anti-Markovnikov di alchini terminali36. Recentemente, Lu e Y. Fu hanno sviluppato un'idroalchilazione regio- ed enantioselettiva di fluoroalcheni catalizzata da cobalto37. Per quanto ne sappiamo, non è stata segnalata l'idroallazione elettrofila selettiva altamente ramificata dell'alchino terminale con l'elettrofilo allilico tramite la strategia dell'idruro metallico. Con i nostri continui interessi sulle reazioni di idrofunzionalizzazione selettiva catalizzate da metalli di base (idrogenazione, idroborazione e idrosililazione) di legami insaturi39,40,41,42,43,44,45,46, abbiamo deciso di esplorare le reazioni di idrofunzionalizzazione selettiva catalizzate da metalli di base idroallizzazione dell'alchino terminale.