手性多取代四氢吡咯骨架广泛存在于天然产物、药物以及催化剂分子中，因此，发展这类骨架的构建方法引起广泛的关注。甲亚胺叶立德与烯烃的1,3-偶极环加成反应是构建多取代四氢吡咯骨架最直接简便的方法之一，然而，目前报道的方法仍然存在一些局限：催化剂负载量较大（至少5 mol%）；较少采用廉价且稳定性好的金属催化剂前体；exo' 型选择性产物较少；由相同底物立体发散型合成不同立体构型产物的方法较少。
武汉理工大学黄毅勇教授（点击查看介绍）课题组致力于手性含氟杂环化合物的催化不对称合成方法学研究，针对含三氟甲基多取代四氢吡咯化合物的重要性和合成难题，以及芳香砜基在后续衍生化过程中的重要性，巧妙设计合成了一类新型含三氟甲基不饱和砜类化合物，并将其应用于甲亚胺叶立德的1,3-偶极环加成反应中。采用商业易得(S)-tol-BINAP/Cu(OAc)2配合物作为催化剂（最低负载量为0.5 mol%），含不同取代基的亚胺酸酯及含氟烷基不饱和砜都可以在此类反应中得到应用。最终，以最高97%产率，大于99:1的非对映选择性比例（exo :endo）和98:2的对映选择性比例得到多种含氟烷基手性四氢吡咯化合物。该课题组还进一步与该校材料科学与工程国际化示范学院赵焱教授合作，通过密度泛函理论（DFT）和非共价键相互作用（NCI）计算方法，对此反应的反应历程和优势立体选择性诱导机制进行了解释，并提出了可能的反应机理。该反应可以扩大至克级反应规模，催化剂的用量可以降低至0.5 mol%，这充分说明该方法具有十分重要的实际合成应用价值。此外，催化产物通过不同反应条件可以得到含三氟甲基二氢吡咯和吡咯类杂环化合物。尤其重要的是，exo型催化产物经DBU简单处理后可得到其差向异构体（exo'），实现了非对映发散式合成（最高95%产率，65:1dr和99:1er）。
论文第一作者为武汉理工大学博士研究生程丰，黄毅勇教授为第一通讯作者，该校材料科学与工程国际化示范学院赵焱教授完成了理论计算部分，为共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金面上项目（21573169, 21772151），湖北省自然科学基金（2018CFA084）和湖北省楚天学者计划等项目的经费资助。
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Diastereodivergent Asymmetric 1,3-Dipolar Cycloaddition of Azomethine Ylides and β-Fluoroalkyl Vinylsulfones: Low Copper(II) Catalyst Loading and Theoretical Studies
Feng Cheng, Subarna Jyoti Kalita, Zhen-Ni Zhao, Xing Yang, Yan Zhao, Uwe Schneider, Norio Shibata, Yi-Yong Huang
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201908227
导师介绍
黄毅勇
https://www.x-mol.com/university/faculty/22294
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