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10月25日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)傅堯教授、陸熹特任副研究員團(tuán)隊(duì)近日研制出一種新型鈷-氫催化體系，以實(shí)現(xiàn)“不對稱耦聯(lián)”，大大提高產(chǎn)量，減少合成步驟。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《自然·催化》上。
在化學(xué)合成中，有手性分子“互為鏡像”，比例相等，就像我們的手一樣，在構(gòu)成手性關(guān)系的分子中，一側(cè)是另一側(cè)的“對映異構(gòu)體”。手性藥物和農(nóng)藥等化合物的兩種異構(gòu)體的生物活性往往不同，甚至完全相反。為了避免有害異構(gòu)體的影響，合成單一的手性異構(gòu)體，即手性合成尤為重要。不對稱催化合成是一種理想的手性合成方法。其中，不對稱偶聯(lián)是一個(gè)非?；钴S的研究領(lǐng)域，它根據(jù)設(shè)想的模式將合成構(gòu)建塊拼接成手性分子。
過渡金屬催化烯烴的不對稱氫官能化是獲得手性分子的有效且簡單的方法之一。導(dǎo)向基團(tuán)是不對稱催化合成的“橋梁”，可以為后續(xù)基團(tuán)提供指引，提高指定位置的反應(yīng)效率。無論是銅-氫催化的氫烷基化反應(yīng)，還是鎳-氫催化的不對稱烷基-烷基偶聯(lián)反應(yīng)，往往需要使用引導(dǎo)基團(tuán)來控制反應(yīng)。
研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型的鈷-氫催化體系。通過跳過輔助基團(tuán)的連接，氟烯烴的氫烷基化以優(yōu)異的區(qū)域和對映選擇性實(shí)現(xiàn)，并成功定位在烷基鏈上的指定位置引入手性C-F基團(tuán)，以有效合成手性氟代烷烴。他們以易得的氟烯烴和烷基鹵化物為原料，基于氫氟吸引力和氫-氫排斥力，優(yōu)化配體和底物的雙向設(shè)計(jì)，控制反應(yīng)的立體選擇性，實(shí)現(xiàn)了氟原子鄰位手性中心精準(zhǔn)構(gòu)建，突破了不對稱偶聯(lián)中輔助基團(tuán)結(jié)構(gòu)局限，且反應(yīng)條件溫和、底物適用范圍廣。
傅堯介紹，在11-氟十四烷基酸的合成中，他們使用相同的原料，將文獻(xiàn)中使用的八步合成法減少到四步，總產(chǎn)率從不到20%提高到33%。具有單一構(gòu)型的手性產(chǎn)品。該反應(yīng)還可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)化學(xué)品糠醛的高值化利用，制取含氟精細(xì)化學(xué)品。
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