近日,華東理工大學化學與分子工程學院費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心陳宜峰課題組在《自然化學》上發表了研究文章,在線報道了課題組利用外消旋烷基鹵代烴對映匯聚式自由基加成反應構建連續手性中心的研究新進展。
據介紹,手性C(sp3)–C(sp3)鍵作為有機分子的核心組成部分,廣泛存在于藥物、天然產物等生物活性分子及功能材料中。烷基鹵化物作為自然界中廣泛存在的重要化合物,其參與的過渡金屬催化對映匯聚式交叉偶聯反應是構建該類化學鍵的重要手段之一。然而,現有方法大多局限于單一手性中心的構建,如何以外消旋烷基鹵化物為原料,高效構建含相鄰手性中心,特別是天然產物中常見且空間位阻較大的含季碳立體中心的分子結構,目前仍是合成化學中一項極具挑戰性的課題。
針對上述科學問題,陳宜峰課題組近期提出不對稱還原加成新策略,以穩定易得的有機親電試劑替代傳統金屬有機試劑,直接構筑手性碳-碳鍵,并受邀在中國化學會旗艦期刊CCS Chemistry撰寫綜述,與合作者系統總結該領域的研究進展。
在本次發表于Nature Chemistry的研究中,課題組成員在手性鈷催化劑調控下,發展了外消旋烷基鹵代物與亞胺的對映匯聚式還原加成反應,成功實現了連續手性中心(3°-3°、3°-4°與4°-4°)的高效構建。該反應條件溫和,底物適用范圍廣,能夠以優異的對映選擇性和非對映選擇性,合成多種含連續立體中心的手性季碳氨基酸、有機膦化合物、氨基醇、γ-內酰胺及C-糖基氨基酸等重要結構單元,為復雜手性分子的高效簡潔合成提供了創新性解決方案。
此外,課題組通過機理實驗揭示了反應路徑,并結合天津大學黃跟平課題組完成的DFT理論計算,對反應的立體選擇性控制機制作出了合理解釋。
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