蘭州化物所不對稱催化反應研究取得系列進展

一步構建六個手性中心的不對稱催化反應

　　含有多個連續手性中心的結構單元常見于各種天然產物和人工合成的手性藥物中，但由于異構體的數量隨著手性中心的數目成指數上升，由此導致高選擇性地合成單一異構體非常困難。這也是一直以來不對稱催化研究領域最具挑戰性的課題之一。

　　在國家自然科學基金和中科院百人計劃的支持下，蘭州化學物理研究所羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室黃漢民研究員領導的研究小組在手性催化劑的設計、合成、結構與性能研究基礎上，開展了過渡金屬催化的不對稱新反應研究工作，旨在發展和創制一些高選擇性的不對稱新反應，用于具有生理活性的手性分子的高效合成，目前已取得了系列創新性研究結果。

　　最近，利用該研究小組設計合成的全新手性環狀二胺配體（Org. Lett. 2009, 11, 4536），該研究小組實現了第一例銅催化的高選擇性不對稱串聯反應，一步反應構建六個手性中心，在所有的26=64個異構體中能高選擇性的得到一個對映體（非對映選擇性>20:1，對映選擇性高達98%ee）。該反應的底物適應性比較廣，為合成含有多種官能團的取代環己烷類手性化合物提供了一種高效的合成方法（Angew. Chem. Int. Ed. DOI. 10.1002/anie.201107495）。該項研究對于更深入的了解設計新型的不對稱催化反應有著較為重要的意義。

　　此前，利用該類自行設計合成的手性二胺配體，該研究小組發明了由手性二胺和非手性膦配體構建的高效釕催化劑，實現了簡單酮和官能化酮的高選擇性不對稱氫化，反應產物手性二級醇是重要的醫藥中間體，而且溫和的反應條件及高的活性（TON能夠大于100000）為合成手性醇和氨基醇類化合物提供了一條具有潛在工業應用價值的催化劑體系（Chem. Eur. J. 2011, 17, 7760）。

　　除了注重發展具有自主知識產權的催化劑以外，該研究小組還致力于發展新型的不對稱催化新反應，發展了一類高選擇性的不對稱串聯反應。通過一步反應可以同時構建含3個連續手性中心的開鏈手性化合物，該類常物通過簡單的官能團轉換，可以合成含有多個手性中心的具有潛在生理活性的環狀胺類化合物（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2728； Org. Lett. 2011, 13, 5596）。該類研究工作為開鏈Enolate的構型控制提供了一種簡單有效的策略。文章發表后分別得到有機合成評論性雜志Synfacts的正面評論（Synfacts 2010, 7, 808； Synfacts 2011, 12, 1332）。

　　此外，該研究小組還利用活性質子能加速一些有質子轉移過程的反應速度的特點，設計了一類由手性磷酸和過渡金屬Lewis酸構成的三功能催化劑體系，實現了手性吲哚衍生物的高效合成（Chem. Eur. J. 2010, 16, 1638）。基于共軛酸堿的原理，巧妙地設計了一類由手性磷酸催化的選擇性N-H官能化反應（Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5682），揭示了在特定的條件下酸堿功能互相轉換的本質。該文章發表后得到有機合成評論性雜志Synfacts的正面評論（Synfacts 2011, 8, 909），引起了同行的普遍關注，該文章成為2011年Angewandte Chemie的25篇最高訪問量文章之一。