厦门大学龚磊：手性铜催化非环亚胺的可见光不对称α-胺基烷基化

来源：研之成理

▲第一作者：韩博闻；通讯作者：龚磊

通讯单位：厦门大学

论文DOI：10.1038/s41467-019-11688-7

廉价金属催化的可见光反应为困难化学键的断裂和重组提供了新的策略，且具有经济、低毒、易操作的特点，是发展绿色合成方法的理想选择。然而，由于这些金属配合物的可见光吸收较弱、光稳定性较差、激发态寿命较短等缺点，相关研究很有限。廉价金属催化的可见光不对称合成是极具挑战性的研究方向，特别是自由基等高活性物种转化立体化学难以控制的特点限制了其发展，若能解决这一关键科学问题则可为手性分子的合成打开一扇经济、绿色的大门。

近日，厦门大学的龚磊课题组报道了手性铜催化非环亚胺的可见光不对称 α-胺基烷基化工作。研究人员以易得、易修饰的手性噁唑啉-铜（II）配合物作为多功能催化剂，在可见光照射下了催化非环亚胺衍生物与 α-硅基胺之间的自由基型不对称转化。催化剂首先引发 α-胺基烷基自由基中间体和铜（I）光活性物种的形成，之后参与对自由基受体的活化、控制反应的立体选择性，并以还原态铜（I）激发后完成可见光催化循环。以单一、廉价的配合物催化剂、温和的反应条件，为手性二胺衍生物提供了一条经济、便捷的合成路线。相关结果 “Photocatalytic enantioselective α-aminoalkylation of acyclic imine derivatives by a chiral copper catalyst” 发表于《自然·通讯》（Nat. Commun. 2019, 10, 3804）。

作者通过系统的控制实验和机理研究确认了反应的自由基反应路径，并详细论证了手性铜配合物所起到的四重功能，即：单电子氧化、路易斯酸活化、控制反应立体化学、可见光活化。反应巧妙地利用了单一催化剂的多重功能，使困难转化能在极为简单、温和的条件得以实现，为多功能催化和绿色合成方法的发展提供了新的思路。

此外，该反应具有良好的底物普适性，对于多种非环亚胺和三甲基硅基胺底物均能获得良好的产率和优秀的对映选择性（高达 98 % ee），产物也可以方便地转化为手性氮杂环卡宾等重要分子，并保持对映选择性。

该工作由龚磊老师指导、实验部分由硕士生韩博闻（第一作者）、博士生李延军（第二作者）和硕士生余莹（第三作者）合作完成，受到国家自然科学基金（21572184）、福建省杰出青年基金（2017J06006）、厦门大学校长基金（20720190048）、南强青年拔尖人才计划等项目的资助。

课题组长期致力于过渡金属催化的不对称合成研究（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8874、Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 13045、Nat. Commun. 2014, 5, 4531、Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 10868、J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10598、Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 14021、Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2635），近期在廉价金属手性配合物高效控制自由基转化立体化学方面的研究也已取得一些初步进展，相关成果发表在J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 15850（封面）、Chem. Sci. 2018, 9, 4562（封面）、Nat. Catal. 2019, accepted、Chem 2018, 4, 2685等上。欢迎有志于有机合成、不对称催化、可见光催化的同学加盟团队

导师介绍：

chem.xmu.edu.cn/teacher.asp?id=155

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-019-11688-7