科研進(jìn)展
蘭州化物所手性亞砜亞胺催化不對稱合成研究獲新進(jìn)展
手性亞砜亞胺具有堿性的氮原子和在極性溶劑中良好的溶解性,是一類具有潛在應(yīng)用價值的生物電子等排體(圖1)。目前,合成這類化合物的主要策略是基于手性底物的立體專一性轉(zhuǎn)化,如手性亞砜的亞胺化、手性亞砜亞胺的氧化和手性亞磺酰胺的S官能團(tuán)化。近年來,利用過渡金屬催化的不對稱C-H鍵活化方式,為合成手性亞砜亞胺提供了新思路。然而,絕大部分過程生成了環(huán)狀亞砜亞胺。鑒于非環(huán)狀亞砜亞胺的重要性,利用不對稱C-H鍵活化發(fā)展非環(huán)狀手性亞砜亞胺的合成方法仍具有重要意義。
圖1.手性亞砜亞胺的重要性
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所羰基合成與選擇性氧化國家重點實驗室徐森苗團(tuán)隊(有機(jī)硼催化組)致力于過渡金屬催化的區(qū)域和立體選擇性碳?xì)滏I硼化反應(yīng)。通過發(fā)展新策略,實現(xiàn)了烯烴的區(qū)域和立體選擇性硼氫化反應(yīng)(Chem. Sci. 2018,9, 5855-5859; Angew. Chem., Int. Ed.2019, 58, 8187.)。發(fā)展了一類以1,2-二苯基乙二胺為手性骨架、具有強σ給電子能力的新型手性雙齒硼基配體(CBL),能夠在溫和條件下加速過渡金屬對惰性C-H鍵的化學(xué)、區(qū)域和立體選擇性氧化加成,實現(xiàn)了一系列具有挑戰(zhàn)性的不對稱C-H鍵硼化反應(yīng)(J. Am. Chem. Soc. 2019,141, 5334; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 10599;Chin. J. Chem. 2020,38, 1533; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 12062; Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60,3524; Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60,5843; ACS Catal. 2021, 11, 13445; ACS Catal. 2022, 12, 1830; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202201463.),為手性分子的快速合成提供了原子和步驟經(jīng)濟(jì)的新方法。
近日,該團(tuán)隊與中山大學(xué)柯卓鋒團(tuán)隊合作,針對中性亞砜亞胺存在配位能力弱、競爭區(qū)域選擇性、競爭配位等問題,發(fā)展了一類具有大位阻邊臂的CBL,實現(xiàn)了銥催化的N-硅基保護(hù)的二芳基亞砜亞胺類化合物高區(qū)域和高對映選擇性C-H鍵硼化反應(yīng)(圖2)。機(jī)理研究表明,配體邊臂與底物的位阻作用是提高區(qū)域和對映選擇性的關(guān)鍵。除此之外,研究人員利用C-B鍵豐富的化學(xué)性質(zhì),對獲得的手性產(chǎn)物進(jìn)行了系列衍生化,結(jié)合N-Si鍵的轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)了生物活性分子手性版本的合成,包括逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(reverse transcriptase inhibitor)和氘代舒洛昔芬(d1-Suloxifen)。
圖2.CBL/Ir催化的手性亞砜亞胺的不對稱合成
相關(guān)成果以“Synthesis of Chiral Sulfoximines via Iridium-Catalyzed Regio-and Enantioselective C-H Borylation: A Remarkable Sidearm Effect of Ligand”為題發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.(論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202217130)上。論文第一作者為宋樹勇博士研究生。
以上工作得到了國家自然科學(xué)基金委、羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室的支持。