SN2反应选择性难题终得圆满

SN2翻转

1896年，德国化学家保罗·瓦尔登提出瓦尔登翻转，在化学反应中，分子在手性中心发生的构型转换。

SN2反应(双分子亲核取代)是一种众所周知的化学反应，可以用来将两个较小的分子连接成一个较大的分子，或将一个官能团交换成另一个官能团。SN2反应以一种非常可预测的方式进行：取代发生在立体化学的倒转中，这是亲核试剂对亲电碳的“背面攻击”造成的。SN2反应的一个重要限制是它不适用于叔碳原子：虽然伯、仲醇是可行的前体底物，但叔醇及其衍生物通常不能反应或生成产品的立体化学混合物，叔碳醇可以通过SN1形成叔碳正离子，该过渡态远比形成SN2过渡态稳定。本文（Sergey V.Pronin, Christopher A.Reiher,  Ryan A. Shenvi, Nature. 2013, 501, 195-199. ）报道了由路易斯酸催化的手性叔醇与含氮亲核试剂的立体化学转化。该方法对仲醇和伯醇具有化学选择性，从而提高了叔碳的SN2反应的选择性。

Ryan A.Shenvi等人在合成海洋多萜类化合物时，需要将手性叔醇转化成构型相反的手性叔胺。使用传统文献方法比如ZnBr3、TMSCN反应的立体选择性很差。

但是将手性叔丁醇先转化为相应的乙酰基酯，三氟乙酰基酯等，然后使用酸催化，可以实现SN2的选择性翻转。比如当手性三氟乙酰基酯13使用TMSCN和酸Sc(OTf)3时，可以得到dr=88:12的反应选择性，作者接着优化，从化合物9和10的选择来看，效果不明显。

作者将该方法底物扩展用于长支链体系，萜类环系都具有很好的普适性（支链体系：dr=88：12-91：9；萜类环系：dr=88：12-93：7）。

作者又描述了该反应可能的机理，如下图。

本文提出了一种将叔醇立体选择性转化为叔烷基胺的方法，填补了有机化学方法论上的一个主要空白，被Nature给予高度评价，解决了世纪难题--叔碳醇的瓦尔登翻转。该反应需要路易斯酸催化叔醇衍生物的溶剂解，这一概念上的进展可能使该化学扩展到相关体系。这种方法将容易得到的陆地萜醇转化为它们的海洋对应物，这将极大地促进这些迷人的和潜在有用的分子的制备。在生物合成途径中使用同样的整体转化是可能的。这个反应为有机化学提供了一种新的逆向合成操作。我们期望这一反应的一般性质将引导叔醇其它立体反反应的发展，并促进碳正离子化学的进一步发展。

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