我所提出手性磷酸催化多组分构建光学纯氮杂环丁烷策略

  近日,我所仿生催化合成研究组(211组)陈庆安研究员团队在不对称多组分反应研究方面取得新进展,提出以芳胺、芳醛和氮杂环丁酮为起始原料,在手性磷酸作用下经过亚胺和烯胺中间态,一步构建具有多手性中心的四氢喹啉并氮杂环丁烷结构的新策略。

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  光学纯氮杂环丁烷并环结构广泛存在于自然界和药物相关结构中,因而,探索一种该结构的高效自组装方法是非常必要的。相比于目前已经发展成熟的金属催化过程,有机催化研究相对较少。

  本工作中,陈庆安团队选择商业可得的芳胺、芳醛和氮杂环丁酮为起始原料,探索不对称小分子催化反应研究,构建了光学纯氮杂环丁烷的新方法。研究发现,胺与醛酮类底物易于相互反应得到多种活性中间体,例如亚胺、烯胺以及交叉Aldol产物等,这使得反应体系复杂且不可控。因此,实现高区域选择性、对映选择性和非对映选择性地生成手性氮杂环丁烷有较大的困难。为解决上述问题,团队通过引入手性磷酸(CPA)作为催化剂,通过较好的非对映选择性和对映选择性,经一步反应构建了三个连续的立体中心。DFT计算表明,该反应是经由烯胺亚胺加成和Friedel-Crafts进攻的分步过程实现的。该策略实现了小分子催化构建手性氮杂环丁烷结构,为不对称多组分反应研究提供了新思路。

  相关研究以“CPA-Catalyzed Multicomponent Reaction of Anilines, Aldehydes, and Azetidinones: Rapid Access to Enantiopure Fused Azetidines”为题,发表在《化学催化》(Chem Catalysis)上。该工作的第一作者是我所211组博士研究生钱磊磊。上述工作得到国家自然科学基金等项目的资助。(文/图 钱磊磊)

  文章链接:https://doi.org/10.1016/j.checat.2022.05.023

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