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C-环丙烷由于其独特的三维结构和参与菌株诱导的开环反应的潜力，在药物化合物中具有很高的代表性。合成手性环丙烷最常用的方法是在烯烃上催化不对称加成重氮烷烃(图1)。有几种催化剂可以完成这种转化，包括手性过渡金属配合物和基于工程P450酶的生物催化剂。图1
使用2,2-二氯丙烷、Zn和(PDI)CoBr2催化剂3 (PDI =吡啶二亚胺)，模型1,3-二烯1的二甲基环丙烷化收率可达95%(图2)。图2
催化不对称二甲基环丙化反应的底物范围如表1所示。而使用(PDI)CoBr2催化剂3的非对称反应主要局限于1,3-二烯底物，(OIP)CoBr2催化剂4显示出更广泛的范围。反应对电子效应不敏感，富电子烯烃和缺电子烯烃的产率都很高。相反，催化剂由于受到很大的阻碍，对烯烃的位阻性质特别敏感。利用对烯烃取代图的敏感性，可以实现萜类聚烯烃的选择性单环丙烷化。
作者将该反应应用于手性螺环丙烷的合成(图3A)。在WCl6中，由相应的环酮一步合成所需的gemo -二氯环烷烃，只需对反应条件进行少量修改，即可制备出具有高对映选择性的螺环丙烷30~37。乙烯基环丙烷是过渡金属催化开环反应的重要原料。高对映体富集形式的乙烯基环丙烷为作者提供了一个检查这些中间体转化为更大环时手性转移程度的机会(图3B)。我们选择催化1,3-重排22和[5+1]环加成23反应作为目标，因为它们通过有机金属氧化加成/还原消除机制进行，具有保留立体化学的潜力。在这两种情况下，乙烯基环丙烷的ee都保持了高保真度，提供了一个直接进入手性五元环和六元环的入口。图3
作为锌粉非均相还原的替代方法，不对称环丙烷化也可以在均相条件下进行，使用叔胺作为还原剂，结合光氧化还原助催化剂和可见光照射(图4A)。在光氧化还原条件下，没有添加ZnX2添加剂，环丙烷的产率是不存在的。然而，与ZnX2(3.0当量)反应时，产物10的对映体选择性与在标准催化条件下观察到的相似。这表明在Zn还原条件下产生的副产物ZnX2可能是非无害的。作者假设环丙烷化是通过Co(II)/Co(I)催化循环进行的(图4B)。Co(I)对Me2CCl2的活化可能是通过自由基Cl萃取机制发生的。受阻较少的CH2Cl2在环丙化反应中不反应，这与协同氧化加成机制不一致，但符合自由基稳定性趋势。C-Cl的自由基裂解机制可以解释C(Ar)-Br键在衬底范围内的耐受性。CH2Br2的环丙烷化反应产率高，但在催化剂4的作用下，其对映体选择性一般较低。金属类碳化合物可以放置在限制M-CR2X(卤代烷基)和X-M-CR2(碳烯)之间的结构连续体上(图4C)。以往的计算研究表明，金属类碳化合物发生碳烯转移的倾向与碳烯特征的程度呈正相关。先前分离的(PDI)Rh(CH2Cl) 47以卤代烷基形式存在，不参与环丙烷化反应。最后，DFT模型为不对称诱导的起源提供了假设(图4D)。在苯乙烯与阳离子类羰基46的环丙烷化反应的最低能量过渡态中，苯乙烯靠近与恶唑啉的Bn基团同侧的羰基。
图4
总之，反应性过渡金属类碳化合物可以由易得的和无能的二卤烷烃试剂的活化产生。该工艺大大扩展了金属类碳化合物的范围，这些金属类碳化合物可能参与还原性碳化合物转移反应，超出了典型Simmons - Smith工艺中使用的锌类碳化合物。通过在钴上使用手性配体，可以进行高度对映选择性的环丙烷化，而不受手性路易斯酸催化所施加的底物范围限制。Catalytic Asymmetric Cyclopropanations with Nonstabilized Carbenes. JACS, DOI: 10.1021/jacs.3c01949回复“EndNote X9.1 ”领取破解版安装包本平台长期征稿，投稿请发至邮箱：tg@bcpmdata.com，目前仅接受原创首发类相关稿件或顶级化学外刊文献的前沿解读。来稿邮件标题：【微信投稿】+文章标题+作者、稿件请以附件方式发送，我们将从中挑选并发表在“化学科讯”微信公号。一经发表，稿酬丰厚，欢迎赐稿，期待佳作。太惨了！被踢出SCI，陆续撤回中国学者91篇文章，涉及众多名校，原因竟然是....
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