上海有機(jī)所在構(gòu)建手性1,2-二胺結(jié)構(gòu)方面取得重要進(jìn)展
中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所生命有機(jī)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湯文軍課題組通過設(shè)計(jì)新型的手性聯(lián)硼酸酯試劑和新的反應(yīng)模式，成功發(fā)展了手性聯(lián)硼酸酯介導(dǎo)的亞胺不對稱還原偶聯(lián)，以優(yōu)秀的產(chǎn)率、優(yōu)異的立體選擇性制備了一系列手性1,2-二胺化合物，拓寬了聯(lián)硼參與的[3，3]σ遷移重排周環(huán)理論（圖一）。該反應(yīng)立體專一性好、對映選擇性佳、反應(yīng)條件簡單溫和、原料易得、底物適用范圍廣譜，是一個(gè)較理想、實(shí)用的構(gòu)筑手性1,2-二胺結(jié)構(gòu)的合成方法（J. Am. Chem. Soc. 2020, doi: 10.1021/jacs.0c04558）。
在有機(jī)化學(xué)的發(fā)展歷程中，新試劑的創(chuàng)造往往會促進(jìn)新反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的精準(zhǔn)構(gòu)筑，催生全新的反應(yīng)模式。手性1,2-二胺結(jié)構(gòu)廣泛存在于天然產(chǎn)物、醫(yī)藥和農(nóng)藥分子中，含有手性1,2-二胺結(jié)構(gòu)的配體和金屬催化劑在不對稱催化領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。合成手性1,2-二胺化合物的方法通常是合成其消旋化合物然后進(jìn)行拆分，由于往往摻雜著內(nèi)消旋副產(chǎn)物的生成，總產(chǎn)率低，步驟繁瑣；現(xiàn)有的一些不對稱合成方法仍然存在步驟冗長，底物適用性狹窄等缺陷，發(fā)展更高效、實(shí)用的制備方法具有十分重要的意義。
湯文軍研究團(tuán)隊(duì)前期利用手性聯(lián)硼酸酯實(shí)現(xiàn)了異喹啉骨架化合物的不對稱還原偶聯(lián)反應(yīng)。他們通過機(jī)理實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，首次提出了聯(lián)硼參與的[3，3]σ遷移重排機(jī)制（J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9767-9770）。為了實(shí)現(xiàn)具有更大應(yīng)用前景的亞胺不對稱還原偶聯(lián)反應(yīng)，研究團(tuán)隊(duì)在這份工作中設(shè)計(jì)并合成了更大位阻的手性聯(lián)硼酸酯試劑，可以與四種類型的雙亞胺分子配位，經(jīng)六元環(huán)椅式構(gòu)象過渡態(tài)，實(shí)現(xiàn)高立體選擇性的還原偶聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)體系適用于不同位置不同電性取代的N-氫取代芳醛亞胺、N-甲基取代芳醛亞胺、脂肪醛亞胺和環(huán)狀亞胺底物，一系列以前很難制備的手性1,2-二胺化合物均能以高收率和高立體選擇性地順利獲得。值得注意的是，采用催化量的手性雙醇和當(dāng)量的聯(lián)硼酸新戊二醇酯聯(lián)用策略，經(jīng)醇酯交換原位生成活性聯(lián)硼酸酯，同樣可以高效實(shí)現(xiàn)N-氫取代芳醛亞胺和N-甲基取代芳醛亞胺的不對稱還原偶聯(lián)（圖二）。該不對稱還原偶聯(lián)反應(yīng)采用的手性雙醇已實(shí)現(xiàn)了公斤級的制備，數(shù)十克規(guī)模的手性1,2-二胺可以簡便制得。該方法的操作簡便性和可放大性為其工業(yè)應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此項(xiàng)工作將大幅度促進(jìn)手性1,2-雙胺相關(guān)的化學(xué)研究，并進(jìn)一步鞏固了聯(lián)硼參與的周環(huán)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
此項(xiàng)工作由周明康、李凱迪、陳棟萍、許容華等人共同完成。上述工作得到了國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）、上海市科委、中國科學(xué)院和生命有機(jī)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力資助。
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