深研院化生学院黄湧课题组发展基于“瞬间稳态”的不对称质子迁移策略制备β-手性酰胺

中科院兰州化物所
夏纪宝小组实现碳—氢羰基化绿色高效制备酰胺

酰胺是合成化学中的核心官能团,它不但能够介导多样性杂环骨架的构建,亦广泛存在于生物活性分子及药物骨架中。其中,利用手性酰胺片段修饰的多肽可以降低其极性,提高代谢稳定性及穿膜性,成为一类重要的天然氨基酸残基替代单元。β-手性酰胺化合物通常通过强还原性条件制备:有机金属试剂的不对称迈克尔加成,或是不饱和酰胺的不对称氢化反应,对含有金属配位能力的杂原子底物的反应适用性低。

本报讯(记者刘晓倩
通讯员张慧玲)
通过金属催化的羰基化反应,中国科学院兰州化学物理研究所夏纪宝课题组实现了首例金属氮卡宾参与的分子间碳—氢羰基化反应制备酰胺。相关成果日前在线发表在《德国应用化学》。

北京大学深圳研究生院黄湧课题组致力于发展仿生质子迁移策略,通过对“最小亲电试剂”——质子的精准时空调控,发展高效手性片段的合成。此前,该课题组基于这一思路,发展了基于质子迁移催化的首个氮杂卡宾“非共价催化模型”,成功实现了碳-碳、碳-硫及碳-氮键的不对称构建(Nat.
Commun
. 2014, 5, 3437; Chem. Sci. 2015, 6, 4184; Angew. Chem. Int.
Ed
. 2015, 54,
15414)。在此基础上,研究小组进一步发展了不对称β-质子化反应,实现了烯醛的不对称氢酯化反应(J.
Am. Chem. Soc
. 2017, 139, 7045; Chem. Commun., 2018, 54,
1473)。近日,研究团队为了解决碱性胺对质子迁移的干扰问题,设计了“瞬间稳态酰胺中间体”(transient
acyl
trap),发展了基于氮杂卡宾催化的仿生不对称质子迁移,高效构建了β-酰胺等一系列手性羧酸衍生物,成果在线发表于《德国应用化学》,题为“Enantioselective
hydroamidation of enals by trapping of a transient acyl
species”(Angew. Chem. Int. Ed. 2018. DOI: 10.1002/anie.201803556)。

据介绍,酰胺是一类重要的羰基化合物,广泛存在于天然产物、药物分子和聚合材料之中,传统的酰胺合成方法会产生大量的废弃物,因此发展绿色、高效、原子经济性的酰胺合成新方法具有重要意义。

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夏纪宝课题组一直致力于一氧化碳等碳一原料的催化转化研究。最近,他们发展了一种新型的羰基化策略,首次通过金属氮卡宾中间体实现了分子间碳—氢羰基化,高效、绿色地构建了酰胺类化合物。他们使用商业化的氯化铑二聚体为催化剂、常压下的一氧化碳作为羰基源、有机叠氮化合物作为氮源,实现了富电子芳烃的碳—氢酰胺化反应。氮气是该反应的唯一副产物,反应具有原料易得、反应简单、条件温和、绿色高效等优点。

“瞬间稳态”的不对称质子迁移策制备β-手性羰基化合物

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