光催化邻氨基醇的对映选择性合成方法发表于《自然-通讯》

发布日期:2018-1-30     浏览次数:1638次    发布者:刘春英    

       黄培强教授课题组和吕鑫教授课题组合作在利用光催化自由基偶联反应对映选择性合成邻氨基醇方面取得重要进展,相关成果以“Dual catalysis for enantioselective convergent synthesis of enantiopure vicinal amino alcohols”为题于2018年1月29日发表在《自然-通讯》(Nature Communications, 2018, 9:410)。

       在有机合成和药物化学中,手性邻氨基醇化合物是一类重要的合成砌块:这类化合物既是重要手性辅基和手性配体,又是许多重要天然产物或药物的关键结构单元。因此,关于手性邻氨基醇的对映选择性合成一直受到合成界的关注。目前已报道的方法大多受反应试剂和底物的限制,存在合成经济性和效率较低,区域选择性和立体选择性不高,底物结构特殊等缺憾。黄培强教授课题组长期致力于氮a-位碳自由基方法学研究。

       课题组在前期工作基础上,发展了路易斯酸和光催化剂协同催化的硝酮与芳香醛的自由基偶联反应,发现该反应与二碘化钐参与的硝酮与醛(酮)的自由基偶联反应在反应适用性和反应机制上具有互补性。首次实现了具有C2对称性的冯氏配体(手性N,N’-双氧化物)在光催化自由基还原反应中的应用,克服了叔胺氧化物易被还原的问题,高效地实现了邻(羟)氨基醇化合物的高非对映立体选择性和高对映选择性合成。此外,课题组与吕鑫教授课题组合作,系统研究了催化反应的机理,提出了自由基型的Zimmerman-Traxler 过渡态反应模型,并通过对照实验和计算进行验证,合理地解释了反应的催化循环过程和立体选择性机制。最终,应用该方法,经两步反应高效地实现了(+)-麻黄碱[(+)-ephedrine]和司来吉兰[(−)-selegiline] 的对映选择性合成,后者在临床上被用于治疗帕金森症、老年痴呆和抑郁症。

                      
       该研究工作主要由黄培强教授课题组的郑啸副教授指导,2013级硕士生叶陈曦完成,硕士生李恒辉和程江涛参与部分工作。吕鑫教授课题组博士生Yared Yohannes Melcamu负责理论计算,阮源萍教授指导硕士生张甜甜负责测试对映体纯度。感谢王泉明教授课题组博士生南子昂帮助进行单晶结构测试。

       该研究工作得到国家自然科学基金(21472157,21672175,21332007,21273177,91545105),厦门大学校长基金(20720160048),国家基础科学人才培养基金项目(J1310024),教育部长江学者和创新团队发展计划的资助。

       论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-017-02698-4