中科院：化学催化还原胺化实现非天然氨基酸高效合成

　　近日，中国科学院深圳理工大学（暂定名）药学院副教授、中科院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所副研究员殷勤团队和南方科技大学教授张绪穆团队合作，在前期合作研究的基础上（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2024.；Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 14193.；Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5321.；Org. Lett. 2020, 22, 2707.；Org. Lett. 2020, 22, 6479.；Chem. Commun. 2022, 58, 513.），进一步探索并实现了挑战性的酮酸衍生物和铵盐之间的直接不对称还原胺化反应。该反应能提供一种化学催化的直接构筑光学纯非天然手性α-NH2-羧酸的新途径，可以与生物催化形成互补。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

　　手性非天然α-氨基酸在生物学、生物化学、药物及材料科学等领域扮演着十分重要的角色，例如一些d-苯甘氨酸类化合物已被广泛应用于生产不同类型的β-内酰胺类抗生素。随着肽类药物的快速发展，将多肽分子中的某些天然α-氨基酸成分替换成非天然α-氨基酸有望进一步丰富多肽分子多样性，获得活性及药代动力学性质更好的多肽药物。此外，手性非天然α-氨基酸还可非常容易地转化为一些手性助剂及催化剂，并应用于不对称合成。因此，发展高效实用的方法来获取手性非天然α-氨基酸具有重大意义。

　　生物催化为非天然α-氨基酸的合成提供了多样性手段，通常不涉及保护基操作，条件也较温和。与之相比，化学催化方法在底物普适性和反应规模上往往具有一定的优势。然而，目前报道的光学纯α-氨基酸化学催化合成法大多需要预制备带保护基的含氮底物，从而导致生成的氨基酸衍生物氮上带有保护基，需要额外的脱保护操作才能得到更具价值的α-NH2-羧酸。研究人员基于前期研究成果，探索了简单易得的酮酰胺与便宜的醋酸铵之间的还原胺化反应，在手性钌催化剂催化下，可以一步制得结构多样的光学纯非天然α-NH2-羧酸衍生物，具有非常好的普适性（48个例子），相关研究有望在氨基酸药物研发中取得应用。

　　相关研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学“杰出青年”基金、深理工启动经费等项目的资助。

　　论文链接

非天然氨基酸高效合成