兰州化物所不对称催化反应研究取得系列进展

一步构建六个手性中心的不对称催化反应

　　含有多个连续手性中心的结构单元常见于各种天然产物和人工合成的手性药物中，但由于异构体的数量随着手性中心的数目成指数上升，由此导致高选择性地合成单一异构体非常困难。这也是一直以来不对称催化研究领域最具挑战性的课题之一。

　　在国家自然科学基金和中科院百人计划的支持下，兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室黄汉民研究员领导的研究小组在手性催化剂的设计、合成、结构与性能研究基础上，开展了过渡金属催化的不对称新反应研究工作，旨在发展和创制一些高选择性的不对称新反应，用于具有生理活性的手性分子的高效合成，目前已取得了系列创新性研究结果。

　　最近，利用该研究小组设计合成的全新手性环状二胺配体（Org. Lett. 2009, 11, 4536），该研究小组实现了第一例铜催化的高选择性不对称串联反应，一步反应构建六个手性中心，在所有的26=64个异构体中能高选择性的得到一个对映体（非对映选择性>20:1，对映选择性高达98%ee）。该反应的底物适应性比较广，为合成含有多种官能团的取代环己烷类手性化合物提供了一种高效的合成方法（Angew. Chem. Int. Ed. DOI. 10.1002/anie.201107495）。该项研究对于更深入的了解设计新型的不对称催化反应有着较为重要的意义。

　　此前，利用该类自行设计合成的手性二胺配体，该研究小组发明了由手性二胺和非手性膦配体构建的高效钌催化剂，实现了简单酮和官能化酮的高选择性不对称氢化，反应产物手性二级醇是重要的医药中间体，而且温和的反应条件及高的活性（TON能够大于100000）为合成手性醇和氨基醇类化合物提供了一条具有潜在工业应用价值的催化剂体系（Chem. Eur. J. 2011, 17, 7760）。

　　除了注重发展具有自主知识产权的催化剂以外，该研究小组还致力于发展新型的不对称催化新反应，发展了一类高选择性的不对称串联反应。通过一步反应可以同时构建含3个连续手性中心的开链手性化合物，该类常物通过简单的官能团转换，可以合成含有多个手性中心的具有潜在生理活性的环状胺类化合物（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2728； Org. Lett. 2011, 13, 5596）。该类研究工作为开链Enolate的构型控制提供了一种简单有效的策略。文章发表后分别得到有机合成评论性杂志Synfacts的正面评论（Synfacts 2010, 7, 808； Synfacts 2011, 12, 1332）。

　　此外，该研究小组还利用活性质子能加速一些有质子转移过程的反应速度的特点，设计了一类由手性磷酸和过渡金属Lewis酸构成的三功能催化剂体系，实现了手性吲哚衍生物的高效合成（Chem. Eur. J. 2010, 16, 1638）。基于共轭酸碱的原理，巧妙地设计了一类由手性磷酸催化的选择性N-H官能化反应（Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5682），揭示了在特定的条件下酸碱功能互相转换的本质。该文章发表后得到有机合成评论性杂志Synfacts的正面评论（Synfacts 2011, 8, 909），引起了同行的普遍关注，该文章成为2011年Angewandte Chemie的25篇最高访问量文章之一。