Axially Chiral a-Boryl-Homoallenyl Boronic Esters as Versatile Toolbox for Accessing Centrally and Axially Chiral Molecules

Yonghoon Jin, Junseok Lee, Woohyun Jo, Jeongwoo Yu, and Seung Hwan Cho* 

유기 합성 분야에서 유기붕소 작용기를 포함하는 축 방향 키랄성 알렌은 다양한 축 방향 및 중심 키랄성 분자를 생성할 수 있는 구조적 특징으로 인해 중요한 합성 중간체로 각광받고 있다. 하지만 붕소 작용기를 포함하는 축 방향 키랄성 알렌의 합성은 주로 알레닐 붕소 화합물에 국한되어 있으며, 축 방향 키랄성 호모알레닐 붕소 화합물의 합성법 개발은 여전히 해결해야 할 과제로 남아있다. 이에 조승환 교수 연구팀은 새롭게 개발한 (이붕소알킬)구리 화합물을 이용하여 키랄성 프로파길 친전자체에 대한 위치 및 입체선택적 구리 매개 S_N2'-첨가 반응을 통해 축 방향 키랄성 α-보릴-호모알레닐 붕산 에스터의 일반적 합성법을 개발하는데 성공하였다. 높은 수율과 우수한 입체특이성을 달성하기 위해 반응 조건을 최적화하였으며, 합성된 생성물의 이붕소 작용기 변환을 통해 다양한 축 방향 키랄성 알렌 및 중심 키랄성 분자로의 효율적인 전환이 가능함을 입증하였다. 특히, 본 연구에서 합성한 축 방향 키랄성 α-보릴-호모알레닐 붕산 에스터는 알데히드 및 N-H 알디민과의 입체특이적 첨가 반응을 통해 축 방향에서 중심 키랄성으로의 전달이 가능함을 확인하였고, 이를 통해 광학적으로 순수한 1,2-옥사보리닌-3,5-디엔과 2-아미노메틸-1,3-디엔의 선택적 합성에 성공하였다. 본 연구 결과는 “네이처 커뮤니케이션즈” (Nature Communications)에 게재 확정되었다.

Axially chiral allenes bearing organoboron groups are highly sought-after building blocks in organic synthesis due to their potential for generating a wide range of axially and centrally chiral molecules. However, the existing methods for preparing axially chiral allenes containing boron group are primarily limited to the synthesis of allenyl boronic esters, and strategies for accessing axially chiral homoallenyl boronic esters are still scarce. Here, we report the general method for synthesizing axially chiral a-boryl-homoallenyl boronic esters through a highly regio- and stereoselective copper-mediated S_N2’-addition of newly prepared (diborylalkyl)copper species to chiral propargyl electrophiles. The reaction conditions were optimized to achieve high yields and excellent stereospecificity. The obtained products were successfully transformed into various axially chiral allenes and other chiral molecules by transforming diboron units. The potential for axial-to-central chirality transfer of axially chiral α-boryl-homoallenyl boronic esters is also demonstrated through the stereospecific addition to aldehydes and N-H aldimines, yielding enantioenriched 1,2-oxaborinin-3,5-dienes and 2-aminomethyl-1,3-dienes.

https://doi.org/10.1038/s41467-024-53606-6