徐政虎課題組在手性β-內(nèi)酰胺選擇性合成研究中取得突破進展
?近日，化學(xué)與化工學(xué)院佟振合院士團隊徐政虎課題組在對映選擇性合成β-內(nèi)酰胺的研究中取得突破進展，相關(guān)論文連續(xù)發(fā)表于化學(xué)國際權(quán)威期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》。我院博士生齊佳霖為第一作者，徐政虎教授為通訊作者，山東大學(xué)化學(xué)與化工院為第一通訊單位。
?β-內(nèi)酰胺作為以青霉素為代表的抗生素的核心骨架，在化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。在有機合成上β-內(nèi)酰胺是一類重要的合成子，用于合成β-氨基酸，比如被用于合成Taxol的邊鏈。發(fā)展新的不對稱催化反應(yīng)構(gòu)建手性多功能化的β-內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)，對于有機合成以及進一步發(fā)展新型抗生素，應(yīng)對抗生素危機都有重要的意義。
?傳統(tǒng)的Kinugasa反應(yīng)可以實現(xiàn)銅催化的端炔和硝酮的環(huán)加成/異構(gòu)化反應(yīng)得到β-內(nèi)酰胺，在課題組前期“中斷點擊化學(xué)”(Angew. Chem. Int. Ed, 2016, 55, 649)的工作基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種新的“中斷Kinugasa反應(yīng)”的策略（Interrupted Kinugasa Reaction），將端炔、硝酮和硫親電試劑的三組分快速組裝成多取代的硫功能化手性β-內(nèi)酰胺（圖1）。該反應(yīng)采用帶六個甲氧基取代的邊臂雙噁唑啉（HM-BOX）結(jié)合一價銅催化劑，利用硫親電試劑捕獲Kinugasa反應(yīng)關(guān)鍵手性四元烯醇銅中間體M1，阻斷傳統(tǒng)的質(zhì)子化反應(yīng)，合成了α-硫官能化的手性β-內(nèi)酰胺。該反應(yīng)在溫和條件下，以良好的收率、非對映選擇性和對映選擇性，一步高效構(gòu)建了含有兩個連續(xù)手性中心的含硫手性β-內(nèi)酰胺。這是首例不對稱的三組分中斷Kinugasa反應(yīng)的報道，該方法為構(gòu)建官能化的手性β-內(nèi)酰胺提供了一種簡便的方法。論文近期發(fā)表于化學(xué)國際權(quán)威期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4561）。
圖1 Cu(I)催化的不對稱中斷Kinugasa反應(yīng)合成含硫手性β-內(nèi)酰胺
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?含全碳季碳手性中心的構(gòu)建一直是有機合成化學(xué)的挑戰(zhàn)，課題組延續(xù)此“中斷Kinugasa反應(yīng)”的策略，進一步發(fā)展了Cu/Pd協(xié)同催化多組分反應(yīng)模塊化合成α-全碳季碳手性β-內(nèi)酰胺。該反應(yīng)的創(chuàng)新性在于原位形成的兩個催化量的瞬態(tài)有機金屬中間體的立體選擇性偶聯(lián)，以良好的收率、非對映選擇性和對映選擇性，一步高效構(gòu)建了α-全碳季碳手性β-內(nèi)酰胺（圖2）。論文近期在線發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, anie.202100601）。該系列成果對于有機合成，藥物化學(xué)尤其是單環(huán)抗生素的發(fā)展具有重要的價值。
圖2 不對稱中斷Kinugasa反應(yīng)合成α-全碳季碳手性β-內(nèi)酰胺
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?以上研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、山東省重大基礎(chǔ)研究項目，山東大學(xué)學(xué)科建設(shè)經(jīng)費的支持，山東大學(xué)結(jié)構(gòu)成分與物性測量平臺為本工作的順利開展提供了關(guān)鍵支持。
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文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013450
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202100601
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