上海有機所在構(gòu)建手性1,2-二胺結(jié)構(gòu)方面取得重要進展
中國科學院上海有機化學研究所生命有機化學國家重點實驗室湯文軍課題組通過設(shè)計新型的手性聯(lián)硼酸酯試劑和新的反應模式，成功發(fā)展了手性聯(lián)硼酸酯介導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）。該反應立體專一性好、對映選擇性佳、反應條件簡單溫和、原料易得、底物適用范圍廣譜，是一個較理想、實用的構(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）。
在有機化學的發(fā)展歷程中，新試劑的創(chuàng)造往往會促進新反應的發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)物質(zhì)的精準構(gòu)筑，催生全新的反應模式。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、實用的制備方法具有十分重要的意義。
湯文軍研究團隊前期利用手性聯(lián)硼酸酯實現(xiàn)了異喹啉骨架化合物的不對稱還原偶聯(lián)反應。他們通過機理實驗和計算，首次提出了聯(lián)硼參與的[3，3]σ遷移重排機制（J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9767-9770）。為了實現(xiàn)具有更大應用前景的亞胺不對稱還原偶聯(lián)反應，研究團隊在這份工作中設(shè)計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)，實現(xiàn)高立體選擇性的還原偶聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)，該反應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)反應采用的手性雙醇已實現(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)應用打下堅實基礎(chǔ)。此項工作將大幅度促進手性1,2-雙胺相關(guān)的化學研究，并進一步鞏固了聯(lián)硼參與的周環(huán)反應的實驗和理論基礎(chǔ)。
此項工作由周明康、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基金委、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）、上海市科委、中國科學院和生命有機化學國家重點實驗室的大力資助。
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