手性醛类化合物在有机合成中具有非常重要的地位，可用于多种药物分子的合成。而不对称氢甲酰化反应是构建手性醛最直接、原子经济性的方法之一。目前为止，不对称氢甲酰化的底物适用范围主要集中于单取代烯烃以及1,2-双取代烯，而对于1,1-双取代烯烃的不对称氢甲酰化反应的研究较为有限，主要原因是1,1-双取代烯烃反应活性比较差以及对映选择性难以控制两个重要的问题。在非官能化1,1-双取代烯烃的不对称氢甲酰化反应中，由于底物没有可以与催化剂发生配位或者产生亲和力的基团，催化剂很难有效地对底物两个不同的前手性面进行区分，从而使该类底物的对映选择性难以控制。尽管化学家们从上世纪80年代就开始对这类底物的不对称氢甲酰化进行研究，但是到目前为止，也没有任何一个反应体系可以使产物的ee 值达到50%以上。
近日，武汉大学的张绪穆和吕辉团队报道了一种新型的双齿膦-亚膦酰胺配体的设计与合成及其在Rh催化非官能化1,1-二取代烯烃不对称氢甲酰化反应中的应用。在温和的反应条件下（80 ℃, CO/H2 = 2.5/2.5 bar），反应可以高产率（最高可达96%）、高对映选择性（ee 值最高可达93%）地获得相应的手性醛。这种转化提供了一种简洁的方法合成手性中心处于醛基β位的手性醛。同时，克量级规模的反应也可以高效、高选择性地实现，说明该催化体系具有一定的实用价值。
在催化剂的结构与产物结构的相关性上，作者也尝试提出较为清楚的解释。(S,R)-YanPhos在单取代烯烃以及1,2-双取代烯烃的不对称氢甲酰化反应中能够取得很好的结果，但是在1,1-双取代烯烃的不对称氢甲酰化反应中却只能取得中等的对映选择性。相比之下，在目前的反应中，(S,S)-构型的配体是优势配体。此外，在目前的催化体系中，膦配体大的空间位阻是必要的，一方面可以进一步阻断面内的靠近途径，另一方面可以实现对底物两个前手性面更好的区分，以取得更高的对映选择性。
这一成果近期发表在J. Am. Chem. Soc. 上，文章的第一作者是武汉大学的博士研究生由才（现已毕业）。近年来，该团队一直致力于不对称氢甲酰化方面的研究，并取得了一系列进展，包括不对称氢甲酰化构建手性碳环核苷（Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 6511）、不对称氢甲酰化串联策略构建手性γ-内酰胺及四氢吡咯（J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 9017）、1,2-双取代顺式烯基硅化合物的不对称氢甲酰化（Nat. Commun., 2018, 9, 2045）等，上述研究在一定程度上推动了不对称氢甲酰化反应的发展和应用。
该论文作者为：Cai You, Shuailong Li, Xiuxiu Li, Jialing Lan, Yuhong Yang, Lung Wa Chung, Hui Lv, Xumu Zhang
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Design and Application of Hybrid Phosphorus Ligands for Enantioselective Rh-Catalyzed Anti-Markovnikov Hydroformylation of Unfunctionalized 1,1-Disubstituted Alkenes
J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 4977, DOI: 10.1021/jacs.8b00275
导师介绍
张绪穆
http://www.x-mol.com/university/faculty/13565
吕辉
http://www.x-mol.com/university/faculty/13640
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