Nature Catalysis：烯醛立體選擇性共軛氰基化

一、【導讀】

精確控制反應的選擇性是有機化學的目標。經過科研工作者的努力，目前在實現立體控制領域已經取得了較大的進展，但對底物內官能團的選擇性轉化（化學選擇性）仍是巨大的挑戰。醛的氰基化提供了一個經典的實例：親核性氰化物與醛基的1, 2-加成反應是首例立體選擇性催化過程。相比之下，線性α, β-不飽和醛的共軛加成氰基化仍然難以實現，即使是外消旋體也是如此。主要的困難在于如何高效實現1,4-加成氰基化，而不是優先的氰化物1,2-加成。?

二、【成果掠影】

近日，意大利博洛尼亞大學Paolo Melchiorre教授（通訊作者）報告了一種光氧化還原催化和有機催化協同催化的α, β-不飽和醛的立體選擇性共軛加成氰基化反應。手性有機催化劑與可見光激活的光氧化催化劑的協同作用促進了烯烴的單電子還原，誘導了形式上的極性反轉。產生的手性自由基具有親核性，然后與氰化物源結合，以1,4-化學選擇性實現良好的立體控制。相關研究成果以“Stereoselective conjugate cyanation of enals by combining photoredox and organocatalysis”為題發表在國際知名期刊Nature Catalysis上，第一單位為西班牙巴塞羅那科學技術研究所。

三、【核心創新點】

利用光催化與有機催化結合，通過形式上的極性反轉策略，高效實現了α, β-不飽和醛的立體選擇性1, 4-共軛加成反應。

?四、【數據概覽】

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圖1? 醛及其不飽和對應物的不對稱催化氰基化反應 ? 2023 Springer Nature

（a-b）親核氰化物與醛基的1, 2-加成反應。

（c）手性有機催化劑與可見光活化的光催化劑促進了α, β-不飽和醛與醛基的1, 4-加成反應。

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圖2 ?初步研究及可能的反應機理 ? 2023 Springer Nature

（a）目標氰化產物2a和副產物2a′的研究與鑒定。

（b）提出反應可能的機理圖示。

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圖3? 烯醛的有機催化不對稱共軛氰基化 ? 2023 Springer Nature

（a）反應的底物拓展。

（b）氰基醛2a的合成多功能性及其直接修飾得到氰醇4a（路徑i）和氰酸4b（路徑ii）。

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圖4? 烯醛極性反轉策略的普適性及機理研究 ? 2023 Springer Nature

（a）有機催化親電交叉偶聯制備手性1,6-二羰基化合物6。

（b）以二醇形式分離非對映異構體。

（c）產物空間結構的確定。

（d）烯醛的不對稱共軛加成烯丙基化過程。

（e）機制實驗證實了5π-烯胺基自由基中間體F的瞬時形成。

?五、【成果啟示】

綜上，研究人員展示了將有機催化和光氧化催化相結合來解決手性分子不對稱合成中的一個長期問題，為α，β-不飽和醛的對映選擇性共軛氰基化提供了一種有效的方法。作者認為，這種極性反轉策略使α,β-不飽和醛的固有反應性發生反轉，具有一定的通用性，并可以應用于其它非常規立體控制的自由基官能團化反應過程中。

原文詳情：Stereoselective conjugate cyanation of enals by combining photoredox and organocatalysis (Nature Catalysis 2023, DOI: 10.1038/s41929-023-00939-y)

本文由大兵哥供稿。