最新 Science 報道: 延遲催化劑功能使腈類化合物可以直接對映選擇性的轉化為胺類化合物（R-NH2）

【背景介紹】

眾所周知，有機化學的快速發展對于生物學和醫學都是非常重要的。其中，利用高的非對映異構體和對映異構體快速、簡便、經濟的制備出胺類化合物，將極大的促進有機化學中合成胺類化合物的發展。雖然目前在合成胺類化合物方面已經取得了重大的進展，但是仍然存在幾個關鍵性的問題。利用催化對映選擇性制備無保護的α-二級胺R-NH₂的方法卻是屈指可數。目前，更多的是必須使用N-活化或保護的起始原料，增加操作流程，產生更多的廢物并降低效率。通常需要在酸性、氧化性或還原性的條件下合成未受保護的α-仲胺，卻得到低或中等的產率；在某些情況下，需要專門的三個合成步驟用于單獨保護基團操作，其中可能需要過量的昂貴試劑。同時，在去除N-保護基團所需的反應條件也可能導致在多功能分子中的其他位點發生副反應。此外，與許多生物活性分子的合成相關的烷基取代的N-保護的亞胺具有不穩定性和難以純化的問題，因此必須以混合物形式使用，進一步降低產率。雖然通過使用N-H醛亞胺可以解決一下胺類化合物的合成，但是關于它們的合成的報道很少并且范圍受到限制。

【成果簡介】

今日，Science最新報道了法國斯特拉斯堡大學的Amir H. Hoveyda教授（通訊作者）等人報道了通過對映選擇性地添加碳基親核試劑和對映異構體還原得到的酮亞胺，使得大部分反應活性不夠的腈類化合物直接轉化為多官能的無保護的烯丙基胺。成功的合成出來需要同時存在與之競爭的銅基催化劑，而較慢的形成和反應性較差的催化劑首先參與。通過加入非生產性的側循環來解決該挑戰，其中，這種側循環由廉價的添加劑選擇性地提供原料，以延遲活性更高的催化劑的功能。通過利用該方法高效的制備出抗癌藥物(+)-白刺新堿突出了該方法的實用性。文章題目為“Delayed catalyst function enables direct enantioselective conversion of nitriles to NH₂-amines”。

【圖文解讀】

圖一、多組分對映選擇性的合成仲胺的研究現狀、關鍵問題及可能的一般解決方案

圖二、調控競爭催化劑的反應性順序

圖三、雙催化劑催化非對映異構體的四組分和對映選擇性過程

圖四、應用范圍

【小結】

綜上所述，作者通過直接使用廉價且易于獲得的催化劑，并且無需任何保護和去保護的步驟，有效、立體地和對映選擇性地制備多官能團烯丙基胺的能力，這將對具有生物活性的含N化合物的可實現性產生實質性的影響。同時，作者希望該方法適用于通過使用替代類型的有機銅化合物來合成其他類型的未保護胺。更重要的是，這可能是設計涉及多種催化劑的轉化的第一步，其中它們需要進入催化反應的順序不同于通過其固有反應性所預期的順序。通過選擇性地將其中一種催化劑與非生產性側循環一起延遲來控制不同催化劑有效反應的順序，這一概念可以在未來的反應開發研究中得到廣泛應用。

文獻鏈接：Delayed catalyst function enables direct enantioselective conversion of nitriles to NH2-amines?(Science, 2019, DOI:10.1126/science.aaw4029)

本文由材料人CQR編譯，材料人整理。

歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱：tougao@cailiaoren.com

投稿以及內容合作可加編輯微信：cailiaokefu.