Science| 交叉偶联反应的新突破:亲核试剂与亲电试剂的双立体汇聚反应

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夏门大学新引进人才霍浩华教授在博士后阶段的研究成果近日以“Catalyst-controlled doubly enantioconvergent coupling of racemic alkyl nucleophiles and electrophiles”为题发表于《科学》杂志(Science2020367, 559–564)。该工作被同期《科学》杂志以“Stitching two chiral centers with one catalyst”为题进行亮点评(Science2020367, 509–510)。


交叉偶联反应应用于 “芳基-芳基键的构建为有机合成带来了革命性的变化,特别是其在制药工业上的应用,能非常直接、高效地合成目标分子,促进了药物工业的发展。相对于芳基-芳基键, C(sp3)-C(sp3)键(烷基-烷基键)更广泛存在于有机分子中,研究者也越来越意识到如果能在候选药物中引入更多sp3杂化碳和手性中心,能极大增加候选药物的多样性,有望提高相关药物临床应用的成功率。然而基于手性烷基-烷基键的交叉偶联反应具有巨大挑战。



霍浩华博士在美国加州理工学院的博士后导师Gregory C. Fu教授课题组先前发展了基于外消旋烷基亲电试剂的立体汇聚反应。然而,从外消旋的亲核试剂出发实现催化不对称偶联是该方向十多年来未能很好解决的科学难题。霍浩华博士在Fu实验室从事博士后研究期间,设计合成了beta-酰胺有机锌试剂作为外消旋的亲核试剂,高立体选择性实现了非手性亲电试剂外消旋亲核试剂的烷基-烷基交叉偶联(A-1),并进一步推广至基于外消旋亲核试剂与亲电试剂的烷基-烷基双立体汇聚反应(A-2)。该反应用1个手性催化剂,控制碳碳键形成时相连2个手性中心的选择性构建,实现4个对映体(外消旋体)的立体汇聚反应,这是交叉偶联反应概念上的重大突破。此外,此类反应表现出很好的底物适用性和官能团兼容性。值得一提的是,该工作成功采用我院黄培强教授课题组发展的酰胺活化方法学(ef 28Tetrahedron201571, 4248)进行酰胺至酮的直接转化,展示了相关产物的应用前景。
霍浩华博士为该论文第一作者,其博士后导师、美国加州理工学院的Gregory C. Fu教授为通讯作者。霍浩华教授是我院2019年引进的高层次人才,其在德国马尔堡大学Eric Meggers教授课题组攻读博士学位期间,曾以第一作者在《自然》杂志发表研究论文(Nature 2014515, 100-103)。
论文链接:https://science.sciencemag.org/content/367/6477/559.full
亮点评价链接:https://science.sciencemag.org/content/367/6477/509

来源:夏门大学


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