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我国学者在可见光催化合成光学活性的b-氨基醇方面取得重要进展
2018年07月23日    作者: 康强,黄宝晟,陈拥军    发布 : 化学科学部

手性b-氨基醇是一类重要的有机物:既是不对称合成中许多手性辅基、手性催化剂和手性配体关键的手性源,其结构又广泛存在于许多重要天然产物、药物以及功能材料分子中。因此,关于手性b-氨基醇的对映选择性合成一直受到合成界的关注。其理想的合成方法是亚胺与醛(酮)的直接交叉还原偶联(图1)。但如何避免自身偶联反应;如何控制反应的相对和绝对立体化学,特别是如何以不对称催化的方式来实现手性b-氨基醇的非对映立体选择性和对映立体选择性合成,是长期未得到解决的具有挑战性的科学问题。

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图1

厦门大学黄培强课题组长期致力于氮a-位碳自由基方法学研究。前期通过手性硝酮作为亚胺等效体与醛(酮)在二碘化钐促进下的交叉偶联反应,实现了一系列手性b-氨基醇的不对称合成。在此基础上,该课题组发展了路易斯酸和光催化剂协同催化下硝酮与芳香醛的催化不对称自由基偶联反应(图2)。该方法首次采用双催化体系,抑制了硝酮、芳香醛的自身偶联,解决了亚胺物种与醛(酮)交叉还原偶联反应中的化学选择性问题,并构建了非对映立体选择性反应机制;首次实现了具有C2对称性的手性N,N’-双氧化物配体在光催化自由基还原反应中的应用,克服了叔胺氧化物易被还原的问题,高效地实现了b-氨基醇化合物的高非对映立体选择性和高对映立体选择性合成。此外,通过与吕鑫课题组的合作,对反应的机理进行了深入研究,提出了自由基型的Zimmerman-Traxler 过渡态反应模型,合理地解释了反应的催化循环过程和立体选择性机制,以及该反应与二碘化钐参与反应在机理和适用性上的互补性。最终,应用该方法经两步反应高效地实现了(+)-麻黄碱[(+)-ephedrine]和司来吉兰[(?)-selegiline] 的对映选择性合成,司来吉兰在临床上被用于治疗帕金森症、老年痴呆和抑郁症。

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图2

相关研究成果以“Dual Catalysis for Enantioselective Convergent Synthesis of Enantiopure Vicinal Amino Alcohols”为题,于2018年1月29日发表在Nature Communication《自然-通讯》上。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-017-02698-4

上述工作得到国家自然科学基金委重点项目和面上项目的持续资助(项目编号:21332007, 21472157, 21672175, 21273177, 91545105)。

化学科学部:康强,黄宝晟,陈拥军

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