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我国学者在仿生催化和有机小分子催化研究领域获重要突破
2018年07月02日    作者: 康强,黄宝晟,陈拥军    发布 : 化学科学部

羰基化合物(醛或酮)是一类常见的重要化合物,但很少用作催化剂来催化化学反应。上海师范大学资源化学教育部重点实验室赵宝国课题组受L-苏氨酸醛缩酶(L-threonine aldolase)催化甘氨酸与醛之间的羟醛缩合(aldol reaction)的启发,提出和实现了以羰基化合物(醛或酮)为催化剂,催化伯胺a-位官能团化,实现由简单易得的伯胺化合物直接合成各种复杂的、重要的胺类化合物(图1)。由于不需要对伯胺的NH2基团进行保护和去保护操作,同传统的伯氨a-位官能团化过程相比,羰基催化过程一步反应即可实现目标产物的合成,因而是一种具有合成价值的新型催化模式。

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图1. 羰基催化模式

基于辅酶维生素B6(磷酸吡哆醛)的结构,赵宝国课题组发展了轴手性N-甲基吡哆醛的催化体系,并用羰基催化的策略实现了仿生不对称曼尼希反应(图2)。催化剂能像酶一样在含水体系中催化甘氨酸酯对亚胺的不对称加成,高活性、高选择性地得到一系列手性的a,b-二氨酸酯类化合物。a,b-二氨酸是一类具有生物活性的重要化合物,如抗生素Lavendomycin和血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体拮抗剂Roxifiban中都含有手性a,b-二氨酸结构片断,该研究工作为此类化合物的制备提供了一种高效的、绿色的合成方法。相关研究成果以“Carbonyl Catalysis Enables a Biomimetic Asymmetric Mannich Reaction”(羰基催化的策略实现仿生的不对称曼尼希反应)为题于2018年6月29日,在Science(《科学》)上发表。

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图2. 仿生曼尼希反应

上述研究得到国家自然科学基金项目 (项目编号:21672148, 21472125) 等资助。

论文链接:http://science.sciencemag.org/content/360/6396/1438

化学科学部:康强,黄宝晟,陈拥军

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