上海有機(jī)所烯烴不對(duì)稱(chēng)催化氫化研究取得重要進(jìn)展
不對(duì)稱(chēng)催化氫化反應(yīng)為種類(lèi)繁多的手性化合物的合成提供了一條簡(jiǎn)便、廉價(jià)且環(huán)境友好的途徑，目前已在一些手性藥物和農(nóng)藥的工業(yè)生產(chǎn)中取得實(shí)際應(yīng)用，占工業(yè)化不對(duì)稱(chēng)催化反應(yīng)的70%以上。然而，許多底物的不對(duì)稱(chēng)氫化仍然存在催化活性不高、對(duì)映選擇性不佳或催化劑的底物適用性不夠廣泛等困難。因此，開(kāi)發(fā)高效、高選擇性的新型手性配體和催化劑，是不對(duì)稱(chēng)催化領(lǐng)域發(fā)展和手性技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。
中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所金屬有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的丁奎嶺課題組經(jīng)過(guò)數(shù)年的努力，設(shè)計(jì)并發(fā)展了一類(lèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、容易實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)多樣性的手性單齒亞膦酰胺配體DpenPhos，該類(lèi)配體與Rh(I)組成的催化劑在α-脫氫氨基酸甲酯和衍生物、N-乙酰芳基烯胺等多種類(lèi)型烯烴的不對(duì)稱(chēng)催化氫化反應(yīng)中均取得了優(yōu)秀的效果(J. Am. Chem. Soc. 2005, 127,10488-10499); 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于烯醇羧酸酯和β-芳基依康酸酯等較困難烯烴底物的不對(duì)稱(chēng)氫化，催化劑中手性配體中氮原子上的氫存在可以顯著提高催化活性，對(duì)催化劑核磁共振譜以及量化計(jì)算研究等表明，這是由于配體間形成了分子間氫鍵所致，從而揭示了配體與配體之間的弱作用可以作為手性催化劑性能調(diào)控的一種新手段(J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14214-14215)。利用DpenPhos/Rh(I)催化劑中配體的氫鍵作用，還實(shí)現(xiàn)了首例單齒亞磷酰胺/Rh催化的α,β-不飽和氨基膦酸類(lèi)底物的高效、高對(duì)映選擇性不對(duì)稱(chēng)氫化，相應(yīng)的氫化產(chǎn)物α-和β-氨基膦酸衍生物是氨基酸生物學(xué)意義上的電子等排體和重要的藥物合成中間體，氫化產(chǎn)物的光學(xué)純度通常在95%-->99%, 其中包括殺菌藥Alafosfalin (99%光學(xué)純度)及胺肽酶抑制劑phospholeleucine (98%光學(xué)純度)等的簡(jiǎn)便合成，成為此反應(yīng)性能最優(yōu)秀的體系之一(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11743–11747)。利用該催化劑，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了a-和β-苯甲酰氧基不飽和膦酸酯的不對(duì)稱(chēng)氫化，以優(yōu)秀的對(duì)映選擇性(90->99% ee)，獲得相應(yīng)的氫化產(chǎn)物(Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 1598-1601)。該類(lèi)催化劑有望用于更多類(lèi)型烯烴衍生物的不對(duì)稱(chēng)催化氫化反應(yīng)中，所揭示的氫鍵弱作用可以調(diào)控反應(yīng)性能的機(jī)理為新一代手性催化劑的設(shè)計(jì)提供了重要思路。
該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科技部、中國(guó)科學(xué)院和上海市科委的大力支持。
烯烴不對(duì)稱(chēng)催化氫化研究
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