11月22日,世界闻名期刊《Science》在线宣布南开大学周其林和朱守非团队题为 “Highly enantioselective carbene insertion into N-H bonds of aliphatic amines”(卡宾对脂肪胺氮-氢键的高对映选择性刺进反响)的研讨论文。
处理了半个多世纪的难题
该论文报导了依据两种催化剂协同催化的卡宾高对映选择性刺进脂肪胺N-H键组成手性氨基酸的战略。此项研讨不只处理了对映选择性卡宾刺进反响的长时间应战,为手性氨基酸的组成供给了高效办法,而且为触及强配位底物的过渡金属催化的不对称转化供给了潜在的通用战略。
据统计,在2016年度销售额排名前200位的处方药中,近一半含有手性胺—一种重要的分子结构单元,如镇痛药吗啡、曲马多,抗抑郁药舍曲林,抗血栓药波立维等。长时间以来,科学家们一向想找到高效的办法,直接使用脂肪胺来组成手性胺类化合物。但脂肪胺极易引起金属催化剂失活,使得金属催化脂肪胺反响面对巨大应战。周其林院士和朱守非教授带领研讨团队建立了一种新颖的双催化剂体系,处理了这个困扰不对称催化范畴半个多世纪的难题。
协同催化卡宾高对映选择性刺进脂肪胺N-H键组成手性氨基酸
以柔克刚
据研讨人员介绍,该办法具有高达99%的产率和高达97%ee的对映选择性,并在一些药物及生物活性分子(如阿莫沙平、曲美他嗪、沃替西汀等)的衍生化中具有非常好的适用性。其反响产品——手性α-氨基酸衍生物,可当作重要的组成子用于多种手性药物的高效组成。
使用在线红外光谱技能,研讨人员对此反响做了动力学丈量,接着他们使用核磁共振和紫外光谱技能,证明了金属铜合作物和脂肪胺简直不存在相互效果,而手性硫脲催化剂的硫原子与铜有较强的配位效果。他们据此确定,这是因为配体带有一个负电荷,与正一价铜结合后生成中性的铜合作物,使铜变得更“软”。依据软硬酸碱理论,它很难与较“硬”的脂肪胺效果——“以柔克刚”这是该反响能发作的要害。
催化组合拳
哈佛大学闻名化学家埃里克·雅各布森(Eric N. Jacobsen)在同期《Science》宣布了题为"A catalytic one-two punch(催化组合拳)"的谈论文章,对该项研讨进行了体系解读,并给予了高度评价。
他着重该反响的机制推翻了手性有机催化剂常见的催化原理,使得手性氢键给体催化剂可以终究靠多种非共价机制促进立体选择性的操控。