Énantiodiscrimination conformationnelle pour la construction asymétrique d'atropisomères

Nature Communications volume 13, Numéro d'article : 4735 (2022) Citer cet article

4750 accès

5 Citations

1 Altmétrique

Détails des métriques

Les conformations moléculaires induites par la rotation autour des liaisons simples jouent un rôle crucial dans les transformations chimiques. Révéler la relation entre les conformations des catalyseurs chiraux et l'énantiodiscrimination est un formidable défi en raison de la grande difficulté à isoler les conformères. Nous rapportons ici un système catalytique chiral composé d'une unité catalytiquement active achirale et d'une unité 1,1′-bi-2-naphtol (BINOL) axialement chirale qui sont connectées via une liaison simple C – O. Les deux conformères du catalyseur induits par la rotation autour de la liaison C – O, sont déterminés par diffraction des rayons X sur monocristal et se sont révélés conduire respectivement à la formation de dérivés chiraux axialement très importants de 1,1′-binaphtyl-2,2′-diamine (BINAM) et de 2-amino-2′-hydroxy-1,1′-binaphtyl (NOBIN) avec des rendements élevés (jusqu'à 98 %), avec un excellent en antiosélectivités (jusqu'à 98:2 er) et configurations absolues opposées. Les résultats mettent en évidence l'importance de la dynamique conformationnelle des catalyseurs chiraux en catalyse asymétrique.

Les conformations sont des arrangements spatiaux des atomes formés par des rotations autour d'une simple liaison. Dans la plupart des cas, les conformères purs ne peuvent pas être isolés, car les molécules tournent constamment à travers toutes les conformations possibles (Fig. 1a). Lorsque la rotation autour d'une simple liaison est restreinte, une classe spéciale de conformères appelés atropisomères peut être isolée en tant qu'espèces chimiques différentes (Fig. 1b). Les conformations et les rotations autour des liaisons simples sont cruciales pour les fonctions moléculaires et les transformations chimiques. Par exemple, la dynamique conformationnelle joue un rôle clé dans la catalyse enzymatique1,2. Cependant, en catalyse asymétrique, il est bien connu que la rigidité structurelle des catalyseurs chiraux non enzymatiques, tels que les complexes 2,2′-bis(diphénylphosphino)−1,1′-binaphtyl (BINAP)-métal3,4 et les acides phosphoriques à base de BINOL5,6 illustrés à la Fig. dynamique des catalyseurs chiraux10,11,12,13,14,15. En raison de la grande difficulté à isoler les conformères, il est très difficile de révéler la relation entre les conformations des catalyseurs chiraux et l'énantiodiscrimination.

une rotation de liaison C – C dans l'éthane. b Rotation restreinte autour des liaisons simples C – C dans les atropisomères. c Rotation autour de la liaison simple C – C verrouillée dans les complexes BINAP-métal et les acides phosphoriques à base de BINOL. d Conception d'un système catalytique chiral d'énantiodiscrimination conformationnelle permettant la construction asymétrique d'atropisomères de configurations absolues opposées. BINOL, 1,1′-bi-2-naphtol; BINAM, 1,1′-binaphtyl-2,2′-diamine; NOBIN, 2-amino-2′-hydroxy-1,1′-binaphtyle; BINAP, 2,2′-bis(diphénylphosphino)-1,1′-binaphtyle; Ph, phényle; CPA, acides phosphoriques chiraux.

Les molécules axialement chirales sont non seulement abondantes dans la nature16, mais connaissent également un grand succès dans de nombreux domaines scientifiques tels que la science des matériaux et la synthèse asymétrique en particulier17,18,19,20,21,22,23,24. BINOL, BINAM et NOBIN (Fig. 1b) sont parmi les molécules axialement chirales les plus importantes et les plus précieuses17,18,19,20,21,22,23,24. Les énantiopurs (R)- et (S)-BINOL et certains de leurs dérivés sont disponibles dans le commerce de nos jours, en revanche, les BINAM et NOBIN énantiopurs avec divers modèles de substitution sont encore très difficiles à obtenir malgré le fait que de grands efforts ont été consacrés à leur synthèse au cours des trois dernières décennies ,39,40,41,42,43.

Dans ce travail, nous concevons un système catalytique chiral (Fig. 1d) qui est composé d'une unité catalytiquement active achirale (complexe de cuivre d'une unité 1,10-phénanthroline) et d'une unité BINOL axialement chirale. Les deux unités sont reliées par une simple liaison C – O, dont la rotation induit deux conformères distincts. Ce système catalytique dynamique présente une activité élevée et une excellente énantiosélectivité dans la synthèse atroposélective de dérivés BINAM et NOBIN axialement chiraux qui sont des atropisomères biaryliques très importants. De plus, les deux conformères du catalyseur sont déterminés par diffraction des rayons X sur monocristal et la relation entre les conformères favorisés et l'énantiodiscrimination ainsi que les configurations absolues observées des deux classes de produits est révélée.

Pour commencer notre enquête, nous avons utilisé (R)-BINOL comme unité chirale et N, N-bidentate 1,10-phénanthroline classique comme unité chélatrice achirale. Les deux unités ont été fusionnées en une nouvelle classe de ligands via la formation d'une liaison C – O entre le carbone C2 de l'unité phénanthroline et l'oxygène d'un groupe hydroxy phénolique (voir la section 2.1 dans les informations supplémentaires (SI) pour plus de détails). Ainsi, les ligands sont dotés d'une chiralité axiale, d'une excellente capacité de coordination ainsi que d'une flexibilité conformationnelle. De plus, la position C9 de l'unité phénanthroline a été laissée à modifier avec des groupes stériquement exigeants qui servent de bouclier pour rétrécir l'espace chiral autour du centre métallique (Fig. 2a). Le couplage croisé asymétrique de l'azonaphtalène 1a avec la N-benzyl-2-naphtylamine 2a qui produit le dérivé BINAM 3a a été sélectionné comme réaction37 pour évaluer les ligands (Fig. 2a) et le cuivre, qui n'a jamais été signalé comme catalysant cette réaction, a été utilisé comme métal.

a Dépistage au bouclier (48 h). b Influence du groupe hydroxy (48 h). c Portée substrat (60 h). Conditions de réaction : 1 (0,10 mmol), 2 (0,12 mmol), 1,2-dichlorobenzène (2,0 mL), sous air, 30 °C sauf indication contraire (3n : 40 °C). Tous les rendements sont isolés. Les rapports énantiomères (er) ont été déterminés par analyse HPLC et rapportés comme (R:S). moi, méthyle ; nPr, n-propyle; Bn, benzyle; Ph, phényle. La configuration absolue de tous les produits à liaisons épaisses bleues est R.

Nous avons commencé notre étude en criblant les substituants sur la position C9 de l'unité phénanthroline pour trouver un bouclier approprié (Fig. 2a). Bien que la réaction puisse difficilement se dérouler dans les conditions optimisées (voir la section 2.2 du SI pour l'optimisation) lorsque L1 a été utilisé comme ligand, le produit souhaité 3a a été obtenu avec un rendement de 40 % lorsque L2 qui possède un atome de chlore sur la position C9 de la phénanthroline a été utilisé comme ligand. Cependant, l'énantiosélectivité est très faible (52:48 er). L'introduction d'un substituant phényle sur la position C9 comme bouclier (L3) peut améliorer considérablement l'énantiosélectivité (72:28 er). Le remplacement du substituant phényle par un groupe 3,5-diméthylphényle plus stériquement encombré (L4) n'a pas amélioré l'énantiosélectivité. Bien que son remplacement par le groupe 3,5-di(trifluorométhyl)phényle (L5) ait amélioré le rendement à 69 %, l'énantiosélectivité est faible. Après avoir évalué les ligands (L6-L10) avec un cycle aromatique fusionné sur la position C9 de la phénanthroline, L8 (9-anthracényle comme bouclier) s'est avéré être le ligand optimal en termes d'énantiosélectivité, donnant le produit souhaité avec 97,5: 2,5 er et avec un rendement de 67 %. Il convient de noter que la configuration absolue du produit majeur est (R). Le ligand L11 avec la même structure que L8 sauf que le groupe hydroxy a été converti en groupe méthoxy, a également été testé dans les mêmes conditions (Fig. 2b). Étonnamment, le rendement (25%) et l'énantiosélectivité (47:53 er) ont diminué de façon spectaculaire. Ces résultats indiquent que, éventuellement, dans l'état de transition, une liaison hydrogène se forme entre le substrat et le groupe hydroxy phénolique.

Une étude plus approfondie a révélé que l'extension du temps de réaction à 60 h augmente le rendement à 91% et que l'excellent er (97, 5: 2, 5) reste (Fig. 2c, produit 3a) en utilisant L8 comme ligand. Avec le meilleur ligand et des conditions optimisées en main, nous avons exploré la portée des dérivés BINAM produits (Fig. 2c). Le remplacement de la fraction benzyle dans la partie ester de l'azonaphtalène par un groupe phényle donne 3b avec un meilleur rendement mais une énantiosélectivité plus faible. Alors que l'azonaphtalène avec un groupe ester n-propylique donne 3c avec un rendement inférieur avec presque le même niveau d'énantioinduction (97: 3). Les azonaphtalènes avec un groupe bromo, méthyle ou ester en position C6 et avec un groupe bromo, méthyle, phényle ou méthoxy en position C7 sont bien tolérés. Les dérivés BINAM correspondants 3d – 3j ont été obtenus avec des rendements allant de 72 à 98% et avec presque le même niveau d'énantiosélectivités (de 96, 5: 3, 5 à 97, 5: 2, 5 er). L'introduction de substituants sur la position C6 ou C7 des 2-naphthylamines présente un effet négligeable sur le er (allant de 96: 4 à 98: 2) et les produits 3k-3q ont été obtenus avec succès avec des rendements modérés à excellents. Les 2-naphtylamines avec d'autres groupes protecteurs similaires ont également été examinées et tous les produits correspondants 3r-3v ont été produits avec d'excellentes énantiosélectivités (de 96,5:3,5 à 97,5:2,5 er) et des rendements modérés à excellents. En outre, le catalyseur est également compatible avec divers substituants simultanément dans les azonaphtalènes et les 2-naphtylamines. Des dérivés BINAM disubstitués hautement énantioenrichis (de 96: 4 à 98: 2) 3w-3ad ont été synthétisés avec succès avec des rendements bons à excellents. Pour étudier la praticabilité du protocole, une réaction a été réalisée à l'échelle d'un gramme en utilisant 1a (1,00 g, 3,45 mmol) et 2a comme réactifs (section 2.4 du SI), produisant 3a avec un rendement de 79 % et avec un excellent er (97 : 3). De plus, le produit 3a a été transformé avec succès en (R)-BINAM avec un rendement de 85 % avec le même er (97:3) par hydrogénation catalysée par le nickel de Raney sous 1 atm (section 2.5 du SI). Ainsi, ce système catalytique s'avère efficace pour la synthèse asymétrique de dérivés BINAM.

Encouragés par les résultats précédents, nous avons alors ciblé le couplage croisé asymétrique de l'azonaphtalène 1a avec le 2-naphtol 4a qui produit le dérivé NOBIN 5a (Fig. 3a)37. Lorsque le ligand optimal L8 dans le couplage croisé précédent des azonaphtalènes avec des 2-naphthylamines a été utilisé, en combinaison avec Cu(acac)2 pour préparer in situ le catalyseur, un bon rendement (70%) mais une mauvaise énantiosélectivité (66:34 er) a été obtenu. La configuration absolue du produit principal est déterminée comme étant (R), qui est la même que celle des produits 3 dans le couplage croisé de l'azonaphtalène 1a avec la N-benzyl-2-naphtylamine 2a (Fig. 2). Le 2-naphtol étant un substrat acide, la liaison hydrogène peut être interrompue, ce qui peut expliquer en partie la faible énantioinduction observée. Le rendement (78 %) et l'énantiosélectivité (68,5 : 31,5) sont légèrement améliorés en présence de 20 % en moles de NaHCO3, probablement en raison d'une liaison hydrogène améliorée (voir le tableau supplémentaire 8). Fait intéressant, le ligand L11 donne de meilleurs résultats (rendement de 89 % et 24,5 : 75,5 er) par rapport à L8. Plus important encore, la configuration absolue du produit principal est (S). Nous supposons que dans le couplage croisé des azonaphtalènes avec les 2-naphtols, l'azonaphtalène est activé par le centre de cuivre et pourrait réagir directement avec le 2-naphtol. L'interaction de la liaison hydrogène n'est pas indispensable dans l'état de transition, et la répulsion stérique générée par le groupe méthoxy peut modifier l'équilibre conformationnel du ligand et favoriser la distribution de la conformation-B. Par conséquent, pour améliorer la dominance de la conformation-B afin d'obtenir une énantiodiscrimination plus efficace, des groupes tert-butyldiméthylsilyle, triisopropylsilyle et tert-butyldiphénylsilyle à encombrement stérique ont été utilisés pour protéger le groupe hydroxy phénolique, et les ligands L12 – L14 ont été synthétisés et évalués (Fig. 3a). Tous ces trois ligands présentent d'excellents rendements et énantiosélectivités (er jusqu'à 2,5 : 97,5 pour L13). Ces résultats sont cohérents avec le modèle d'énantiodiscrimination contrôlé par la conformation conçu (Fig. 1d) et la configuration absolue observée du produit principal.

a Influence de l'équilibre conformationnel sur l'énantiodiscrimination. b Portée du substrat. Conditions de réaction : 1 (0,10 mmol), 4 (0,12 mmol), Cu(acac)2 (10 mol%), ligand (12 mol%), m-xylène (2,0 mL), sous N2, à 25 °C. Tous les rendements sont isolés. Les rapports énantiomères (er) ont été déterminés par analyse HPLC et rapportés comme (R:S). moi, méthyle ; nPr, n-propyle; iPr, iso-propyle; Bn, benzyle; Ph, phényle. La configuration absolue de tous les produits à liaisons épaisses rouges est S.

Ce système catalytique (L13 / Cu (acac) 2) a ensuite été évalué avec divers azonaphthalènes et 2-naphtols substitués (Fig. 3b). Dans la plupart des cas, les transformations se sont déroulées sans heurts et les dérivés NOBIN correspondants ont été obtenus avec d'excellents rendements et énantiosélectivités dans les conditions optimisées (voir la section 3.2 du SI pour l'optimisation). Le remplacement du fragment benzyle dans la partie ester de l'azonaphtalène par un groupe n-propyle ou iso-propyle fournit les produits 5b et 5c respectivement, avec des rendements et des énantiosélectivités légèrement réduits. Les azonaphtalènes avec bromo, méthyle ou phényle en position C7 ou C6 du cycle naphtalène sont compatibles, donnant les produits correspondants (5d-5i) avec des rendements bons à excellents (83–97%) et un excellent er (jusqu'à 3,5: 96,5). L'introduction d'un groupe ester méthylique sur la position C6 a donné le produit (5j) avec un rendement de 97 % et avec un er de 3:97. De plus, l'effet des substituants sur le 2-naphtol a également été examiné. Les 2-naphtols avec un groupe bromo, méthyle, phényle, cyano ou méthoxy sur la position C7 ou C6 ont été bien tolérés, et les produits 5k-5t ont été produits avec des rendements bons à excellents (84–98%) et des énantiosélectivités (jusqu'à 3,5: 96,5 er). Les groupes ester méthylique, formyle et cyclohexyle en position C6 du 2-naphtol sont également compatibles, donnant le produit 5u à 98%, 5v à 75% et 5w à 87% de rendement respectivement avec un niveau presque identique d'énantioinductions. Plus important encore, les substituants (bromo, méthyle, en particulier phényle) sur la position C3 du 2-naphtol ont été bien tolérés, ce qui a donné aux produits (5x-5z) des rendements et des énantiosélectivités bons à excellents. Des substrats avec un groupe méthyle, bromo ou ester méthylique sur les azonaphthalènes et le 2-naphtol ont été testés et les dérivés NOBIN correspondants (5aa-5ad) ont été synthétisés avec succès avec des énantioinductions bonnes à excellentes. Une réaction à l'échelle du gramme pour le couplage croisé asymétrique de 1a (1, 16 g, 4, 00 mmol) et 4a a également été réalisée (section 3.4 du SI), produisant 5a avec un rendement de 96% et avec un excellent er (6: 94). De plus, le produit 5a peut être transformé en (S)-NOBIN avec un rendement de 96 % et avec 6:94 er par hydrogénation catalysée par le nickel de Raney (section 3.5 du SI). Par conséquent, le système catalytique peut également être appliqué à la construction atroposélective de dérivés de NOBIN.

Pour déterminer les principales conformations de ce système catalytique chiral induit par la rotation autour de la liaison C – O, la diffraction des rayons X sur monocristal a été utilisée pour déterminer la structure des complexes de cuivre préparés à partir des ligands optimaux. Un monocristal (Cu-1) a été obtenu avec succès en utilisant de la 2-(anthracen-9-yl)-9-chloro-1,10-phénanthroline (L15) pour stabiliser le catalyseur préparé à partir de L8 et de Cu(MeCN)4PF6. Comme le montre la figure 4a, deux conformères distincts de L8 induits par la rotation de la liaison simple carbone-oxygène qui relie l'unité BINOL à l'unité phénanthroline ont été observés dans les structures cristallines (correspondant à deux complexes de cuivre co-cristallisés dans un rapport 1: 1). Dans Cu-1(A), le groupe hydroxy pointe vers l'avant (conformation-A) et le groupe anthracène du stabilisant L15 se trouve sous l'unité phénanthroline. Dans Cu-1(B), le groupe hydroxy s'étend vers l'arrière (conformation-B) et le groupe anthracène de L15 est au-dessus de l'unité phénanthroline. Cela indique que les conformations du ligand pourraient discriminer les modes de coordination du substrat avec le catalyseur si l'on imagine que le substrat 1a prendrait la place de L15 au cours du processus catalytique. Étant donné que les résultats précédents ont prouvé que le groupe hydroxy est crucial pour la réactivité et l'énantiosélectivité, la conformation-A montrée dans Cu-1 (A) est considérée comme favorable et productive. En faisant réagir L13 avec CuCl (1,0 équiv.) dans du méthanol et en recristallisant dans du dichlorométhane/n-hexane, un complexe de cuivre composé de Cu(L13)2 et CuCl2 a été obtenu. La structure cristalline de Cu-2 sur la figure 4b montre deux coordonnées L13 à un cuivre dans un motif entrecroisé, formant un complexe symétrique en C2 dans lequel les groupes triisopropylsilyle volumineux pointent à l'opposé du centre métallique (similaire à la conformation-B montré dans Cu-1 (B)). La conformation-A n'a pas été observée à l'état solide de L13, et il est proposé que la conformation-B soit la préférée lors de la catalyse. Un changement dans l'équilibre conformationnel des ligands peut se produire lorsque l'encombrement stérique de R1 augmente (Figs. 1d et 3a). Ces données cristallographiques sont en accord avec les états de transition possibles proposés (TS-A et TS-B) illustrés à la Fig. 1d et l'énantiodiscrimination contrôlée par la conformation observée dans les deux réactions pour la construction asymétrique des dérivés BINAM et NOBIN (Figs. 2 et 3).

un complexe de cuivre Cu-1 préparé à partir de L8, Cu(MeCN)4PF6 et 2-(anthracen-9-yl)-9-chloro-1,10-phénanthroline (L15). b Complexe de cuivre Cu-2 préparé à partir de L13 et CuCl.

En résumé, la flexibilité conformationnelle a été intégrée dans la conception et le développement d'un système catalytique chiral qui s'avère efficace et hautement énantiosélectif pour la synthèse atroposélective de dérivés BINAM et NOBIN axialement chiraux de grande valeur. La relation entre la préférence conformationnelle des catalyseurs et l'énantiodiscrimination contrôlée par la conformation a été révélée. La configuration absolue des produits est déterminée par la conformation des catalyseurs plutôt que par la configuration absolue de l'unité BINOL. Les résultats de cette étude soulignent l'importance de la dynamique conformationnelle des catalyseurs chiraux dans la catalyse asymétrique et pourraient inspirer le développement futur d'autres catalyseurs chiraux.

A une solution de Cu(MeCN)4PF6 (3,7 mg, 0,010 mmol, 10 mol%) et de L8 (7,7 mg, 0,012 mmol, 12 mol%) dans du 1,2-dichlorobenzène (2,0 mL) ont été ajoutés le composé azoïque 1 (0,10 mmol) et le dérivé 2-naphtylamine 2 (0,12 mmol). Le mélange a été agité sous air à 30°C pendant 60 h. Une fois terminé, le mélange résultant a été directement purifié par chromatographie flash sur gel de silice en utilisant de l'éther de pétrole/acétate d'éthyle comme éluant pour donner les produits souhaités 3.

A une solution de Cu(acac)2 (2,6 mg, 0,010 mmol, 10 mol%) et L13 (9,6 mg, 0,012 mmol, 12 mol%) dans du m-xylène (2,0 mL) ont été ajoutés le composé azoïque 1 (0,10 mmol) et le dérivé 2-naphtylamine 4 (0,12 mmol). Le mélange a été agité sous atmosphère de N2 à 25 °C pendant 12 h. À la fin, le mélange résultant a été directement purifié par chromatographie flash sur gel de silice en utilisant de l'éther de pétrole/acétate d'éthyle comme éluant pour donner les produits 5.

Les données à l'appui des conclusions de cette étude sont disponibles dans le document et ses informations supplémentaires. Les paramètres métriques pour la structure des complexes de cuivre (Cu-1 et Cu-2 sur la Fig. 4) (voir Informations supplémentaires) sont disponibles gratuitement auprès du Cambridge Crystallographic Data Center (https://www.ccdc.cam.ac.uk/) sous les numéros de référence CCDC 2096699 et CCDC 2096715, respectivement. Toute autre donnée pertinente est disponible sur demande auprès des auteurs.

Bhabha, G. et al. Un knock-out dynamique révèle que les fluctuations conformationnelles influencent l'étape chimique de la catalyse enzymatique. Sciences 332, 234-238 (2011).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hammes, GG Changements conformationnels multiples dans la catalyse enzymatique. Biochimie 41, 8221–8228 (2002).

Article CAS PubMed Google Scholar

Miyashita, A. et al. Synthèse de 2,2′-bis(diphénylphosphino)-1,1′-binaphtyl (BINAP), une bis(triaryl)phosphine chirale atropisomère, et son utilisation dans l'hydrogénation asymétrique catalysée par le rhodium(I) d'acides α-(acylamino)acryliques. Confiture. Chim. Soc. 102, 7932–7934 (1980).

Article CAS Google Scholar

Berthod, M., Mignani, G., Woodward, G. & Lemaire, M. BINAP modifié : le comment et le pourquoi. Chim. Rév. 105, 1801–1836 (2005).

Article CAS PubMed Google Scholar

Akiyama, T., Itoh, J., Yokota, K. & Fuchibe, K. Réaction énantiosélective de type Mannich catalysée par un acide chiral de Brønsted. Angew. Chim., Int. Éd. 43, 1566-1568 (2004).

Article CAS Google Scholar

Uraguchi, D. & Terada, M. Chiral Brønsted réactions directes de Mannich catalysées par l'acide via une activation électrophile. Confiture. Chim. Soc. 126, 5356–5357 (2004).

Article CAS PubMed Google Scholar

List, B. & Yang, JW L'approche organique de la catalyse asymétrique. Sciences 313, 1584-1586 (2006).

Article CAS PubMed Google Scholar

Yoon, TP & Jacobsen, EN Catalyseurs chiraux privilégiés. Sciences 299, 1691-1693 (2003).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Zhou, Q.-L. (éd.) Privileged Chiral Ligands and Catalysts (Wiley-VCH, Weinheim, 2011).

Crawford, JM & Sigman, MS Dynamique conformationnelle en catalyse asymétrique : la flexibilité du catalyseur est-elle un élément de conception ? Synthèse 51, 1021-1036 (2019).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li, H., Liu, X., Wu, F., Tang, L. & Deng, L. Élucidation de la conformation active du catalyseur d'alcaloïde de quinquina et mécanisme chimique de l'alcoolyse des anhydrides méso. Proc. Natl Acad. Sci. États-Unis 107, 20625–20629 (2010).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Knowles, RR & Jacobsen, EN Interactions non covalentes attractives en catalyse asymétrique : Liens entre les enzymes et les catalyseurs à petites molécules. Proc. Natl Acad. Sci. États-Unis 107, 20678–20685 (2010).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sohtome, Y., Tanaka, S., Takada, K., Yamaguchi, T. et Nagasawa, K. Réaction de type Mannich énantiodivergente dépendante d'un solvant : utilisation d'un organocatalyseur guanidine/bisthiourée souple en conformation. Angew. Chim. Int. Éd. 49, 9254–9257 (2010).

Article CAS Google Scholar

Storch, G. & Trapp, O. Énantiosélectivité bidirectionnelle à température contrôlée dans un catalyseur dynamique pour l'hydrogénation asymétrique. Angew. Chim. Int. Éd. 54, 3580–3586 (2015).

Article CAS Google Scholar

Pierre, EA et al. Isoler des conformères pour évaluer la dynamique de catalyseurs peptidiques à l'aide de peptides macrocycliques conçus par ordinateur. ACS Catal. 11, 4395–4400 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bringmann, G., Gulder, T., Gulder, TAM et Breuning, M. Synthèse totale atropo-sélective de produits naturels de biaryle axialement chiraux. Chim. Rév. 111, 563–639 (2011).

Article CAS PubMed Google Scholar

Cheng, JK, Xiang, S.-H., Li, S., Ye, L. et Tan, B. Progrès récents dans la construction asymétrique catalytique d'atropisomères. Chim. Rév.121, 4805–4902 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wencel-Delord, J., Panossian, A., Leroux, FR & Colobert, F. Progrès récents et nouveaux concepts pour la synthèse de biaryles stéréoenrichis axialement. Chim. Soc. Rév. 44, 3418–3430 (2015).

Article CAS PubMed Google Scholar

Lin, P. (éd.) Matériaux chiraux à base de 1,1′-binaphtyle : notre parcours (Imperial College Press, Londres, 2009).

Brunel, JM BINOL : un réactif chiral polyvalent. Chim. Rév. 105, 857–897 (2005).

Article CAS PubMed Google Scholar

Chen, Y., Yekta, S. & Yudin, AK Ligands BINOL modifiés en catalyse asymétrique. Chim. Rév. 103, 3155–3212 (2003).

Article CAS PubMed Google Scholar

Kočovský, P., Vyskočil, Š. & Smrčina, M. 1,1′-binaphtyles non symétriquement substitués en catalyse énantiosélective. Chim. Rugir. 103, 3213–3245 (2003).

Article PubMed CAS Google Scholar

Ding, K., Li, X., Ji, B., Guo, H. & Kitamura, M. Dix ans de recherche sur la chimie NOBIN. Courant. Org. Synthé. 2, 499–545 (2005).

Article CAS Google Scholar

Ding, K., Guo, H., Li, X., Yuan, Y. et Wang, Y. Synthèse de dérivés de NOBIN pour la catalyse asymétrique. Haut. Catal. 35, 105-116 (2005).

Article CAS Google Scholar

Smrčina, M., Lorenc, M., Hanuš, V. & Kočovský, P. Une synthèse facile de 2-amino-2′-hydroxy-1,1′-binaphtyle et 2,2′-diamino-1,1′-binaphtyle par couplage oxydatif à l'aide de chlorure de cuivre (II). Syn. Lett. 1991, 231–232 (1991).

Google Scholar

Singer, RA & Buchwald, SL Préparation de dérivés de 2-amino-2′-hydroxy-1,1′-binaphtyle et de 2-amino-1,1′-binaphtyle N-arylés par amination catalysée au palladium. Tétraèdre Lett. 40, 1095-1098 (1999).

Article CAS Google Scholar

Yusa, Y., Kaito, I., Akiyama, K. & Mikami, K. Catalyse asymétrique de l'homocouplage de la naphtylamine 3-substituée et de l'hétérocouplage avec le naphtol 3-substitué conduisant au 3,3′-diméthyl-2,2′-diaminobinaphtyle et -2-amino-2′-hydroxybinaphtyle. Chiralité 22, 224–228 (2010).

CAS PubMed Google Scholar

De, CK, Pesciaioli, F. & List, B. Réarrangement asymétrique catalytique de la benzidine. Angew. Chim. Int. Éd. 52, 9293–9295 (2013).

Article CAS Google Scholar

Li, G.-Q. et coll. Formation de liaisons aryl-aryle organocatalytiques : une approche de réarrangement [3,3] atroposélective des dérivés BINAM. Confiture. Chim. Soc. 135, 7414–7417 (2013).

Article CAS PubMed Google Scholar

Shirakawa, S., Wu, X. & Maruoka, K. Résolution cinétique de 2-amino-1,1′-biaryles axialement chiraux par N-allylation catalysée par transfert de phase. Angew. Chim. Int. Éd. 52, 14200–14203 (2013).

Article CAS Google Scholar

Lu, S., Poh, SB et Zhao, Y. Résolution cinétique de 1,1′-biaryl-2,2′-diols et d'amino-alcools par acylation atroposélective catalysée par NHC. Angew. Chim. Int. Éd. 53, 11041–11045 (2014).

Article CAS Google Scholar

Patel, DC et al. Conversion à l'échelle du gramme de R‐BINAM en R‐NOBIN. J. Org. Chim. 81, 1295-1299 (2016).

Article CAS PubMed Google Scholar

Chen, Y.-H., Qi, L.-W., Fang, F. & Tan, B. Arylation atroposélective organocatalytique des 2-naphtylamines comme approche pratique des biarylaminoalcools axialement chiraux. Angew. Chim. Int. Éd. 56, 16308–16312 (2017).

Article CAS Google Scholar

Forkosh, H., Vershinin, V., Reiss, H. & Pappo, D. Synthèse stéréosélective de 2‑amino-2′-hydroxy-1,1′-binaphtyles optiquement purs. Org. Lett. 20, 2459-2463 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Lu, S., Poh, SB, Rong, Z.-Q. & Zhao, Y. Acylation atroposélective catalysée par le NHC des phénols: accès aux analogues énantiopurs de NOBIN par désymétrisation. Org. Lett. 21, 6169–6172 (2019).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wang, D., Liu, W., Tang, M., Yu, N. & Yang, X. Synthèse atropo-sélective de diamines biaryliques et d'alcools aminés via des para-aminations catalysées par l'acide phosphorique chiral d'anilines et de phénols. iScience 22, 195–205 (2019).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Qi, L.-W., Li, S., Xiang, S.-H., Wang, J. et Tan, B. Construction asymétrique de biaryles atropisomères via une stratégie de couplage croisé neutre redox. Nat. Catal. 2, 314–323 (2019).

Article CAS Google Scholar

Lu, S. et al. Accès pratique aux sulfonamides axialement chiraux et aux biaryl amino phénols par N-alkylation atropo-sélective organocatalytique. Nat. Commun. 10, 3061 (2019).

Article ADS PubMed PubMed Central CAS Google Scholar

Yang, G., Guo, D., Meng, D. et Wang, J. Synthèse atropoénantiosélective catalysée par le NHC d'alcools biaryl aminés axialement chiraux via une stratégie coopérative. Nat. Commun. 10, 3062 (2019).

Article ADS PubMed PubMed Central CAS Google Scholar

Liu, W., Jiang, Q. & Yang, X. Une méthode polyvalente pour la résolution cinétique des BINAM et des NOBIN sans groupe protecteur par la formation de triazane catalysée par l'acide phosphorique chiral. Angew. Chim. Int. Éd. 59, 23598–23602 (2020).

Article CAS Google Scholar

Ding, W.-Y. et coll. Fonctionnalisation atropo-sélective des arènes catalysée par l'acide phosphorique guidée par DFT du nitrosonaphtalène. Chem 6, 2046-2059 (2020).

Article CAS Google Scholar

Zhao, X.-J. et coll. Synthèse énantiosélective de 2-amino-2'-hydroxy-1,1'-binaphtyles 3,3′-disubstitués par couplage croisé oxydatif aérobie catalysé par le cuivre. Angew. Chim. Int. Éd. 60, 7061–7065 (2021).

Article CAS Google Scholar

Dyadyuk, A. et al. Catalyseur disulfonate de fer chiral pour la synthèse énantiosélective de 2-amino-2′-hydroxy-1,1′-binaphtyles (NOBIN). Confiture. Chim. Soc. 144, 3676–3684 (2022).

Article CAS PubMed Google Scholar

Télécharger les références

Nous remercions le Centre de recherche d'analyse et de test, East China University of Science and Technology pour l'aide sur la caractérisation, et le professeur Yifeng Chen (ECUST) pour le partage des instruments. Nous remercions le professeur Yuan-Yuan Zhu (HFUT) et le professeur Jie Sun (SIOC) pour leur aide dans la diffraction des rayons X monocristallins et l'analyse de la structure. Nous reconnaissons la National Natural Science Foundation of China (21702059), Fundamental Research Funds for the Central Universities (222201814014, JKVJ1211010, JKVJ12001010), Shanghai Pujiang Program (18PJ1402200), Shanghai Municipal Science and Technology Major Project (2018SHZDZX03), Program of Introducing Talents of Discipline to Universités (B16017) et le programme Jeunes "Plan Mille" pour un soutien financier.

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Shouyi Cen, Nini Huang.

Laboratoire clé pour les matériaux avancés et Laboratoire de recherche international conjoint sur la chimie de précision et l'ingénierie moléculaire, Feringa Nobel Prize Scientist Joint Research Center, Frontiers Science Center for Materiobiology and Dynamic Chemistry, School of Chemistry and Molecular Engineering, East China University of Science & Technology, Shanghai, 200237, Chine

Shouyi Cen, Nini Huang, Dongsheng Lian, Ahui Shen, Mei-Xin Zhao & Zhipeng Zhang

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

ZZ a conçu et réalisé le projet. SC a développé la partie BINAM, NH a développé la partie NOBIN, SC et DL ont réalisé les réactions à l'échelle du gramme. SC, NH, AS, MXZ et ZZ ont coécrit le manuscrit.

Correspondance à Mei-Xin Zhao ou Zhipeng Zhang.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Nature Communications remercie Jung Woon Yang et les autres examinateurs anonymes pour leur contribution à l'examen par les pairs de ce travail. Les rapports des pairs examinateurs sont disponibles.

Note de l'éditeur Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Libre accès Cet article est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International, qui permet l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur n'importe quel support ou format, à condition que vous accordiez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournissez un lien vers la licence Creative Commons et indiquez si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Réimpressions et autorisations

Cen, S., Huang, N., Lian, D. et al. Énantiodiscrimination conformationnelle pour la construction asymétrique d'atropisomères. Nat Commun 13, 4735 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32432-8

Télécharger la citation

Reçu : 08 mars 2022

Accepté : 27 juillet 2022

Publié: 12 août 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-022-32432-8

Toute personne avec qui vous partagez le lien suivant pourra lire ce contenu :

Désolé, aucun lien partageable n'est actuellement disponible pour cet article.

Fourni par l'initiative de partage de contenu Springer Nature SharedIt

En soumettant un commentaire, vous acceptez de respecter nos conditions d'utilisation et nos directives communautaires. Si vous trouvez quelque chose d'abusif ou qui ne respecte pas nos conditions ou directives, veuillez le signaler comme inapproprié.