我校在有机催化领域研究取得新进展
我校药学院叶金星教授课题组与牛津大学Darren J. Dixon教授合作在有机催化研究领域取得新进展,相关成果发表在Nature Communications杂志上( http://www.nature.com/ncomms/2014/140724/ncomms5479/full/ncomms5479.html )。
自2000年开始到现在,有机催化已经走过了黄金的十余年,化学工作者在这个领域提出了多种活化模式,开发了多类有机催化剂,通过催化反应得到高光学纯度的反应产物。然而对于含有两个或多个手性中心的产物,一般只能得到所有可能的立体构型中的一种,或选择性不高时得到几种异构体的混合物。如何实现对反应的非对映选择性调控,即选择性地得到任意一种异构体,越来越受到化学工作者的关注。
图片说明:插烯反应的非对映选择性调控
一般而言,两种反应物在手性催化剂的作用下,选择反应物间相互作用(包括立体和电子效应作用)最小的模式进行反应,得到A-R(或A’-R’)而较少得到A-R’ (或A’-R)。另外,以往的非对映选择性调控实现了靠近羰基的反应位点的调控,而不能获得远离羰基活性反应位点的“远程控制”。该课题组致力于发展新的双功能或多功能手性胺催化剂及相关反应的选择性调控。在多年研究基础上,提出了解决上述难点的策略:通过对伯胺催化剂骨架、取代基、氢键等的调节,构建不同的“反应口袋”来实现反应的非对映选择性调控。研究人员发现,当手性催化剂与某一反应物存在很强、紧密的氢键作用时,可以克服反应物间的较大的位阻作用,实现非对映性选择性的逆转,得到其他催化体系不能得到的非对映异构体。在这个思路下,基于伯胺-仲胺-磺酰胺催化剂、伯胺-硫脲-叔胺催化剂两类催化体系,实现了γ-取代β, γ-不饱和丁烯酸内酯与α, β-不饱和酮不对称插烯Michael加成反应,并实现了对反应的非对映选择性调控。两类催化体系不仅有很好的底物通用性,且同样适用于Mukaiyama-Michael加成反应和串联反应,均能得到高立体选择性和高对应选择性的加成产物。
该工作得到了国家自然科学基金委员会、教育部、上海市教委、“111”引智计划和学校的支持。